Gene & Devel：新发现！机体生物钟或能诱发胰腺β细胞的再生过程！

2020年12月6日 讯 /生物谷BIOON/ --诸如皮肤和肝脏等机体特定的器官能在损伤后进行自我修复，细胞再生是一种特殊的现象，即其能够持续保持功能性地增殖来弥补细胞损伤，近30年来，科学家们一直在进行研究来调查β细胞的再生潜力，β细胞是胰腺中负责胰岛素制造产生的胰腺细胞，当患者糖尿病发生时，β细胞群体就会被部分破坏，而再生这些细胞给研究人员带来了巨大的临床挑战。通过对糖尿病小鼠进行研究，近日，来自瑞士日内瓦大学等机构的科学家们就发现，胰腺β细胞的再生机制或许受到了昼夜节律钟的影响，这种分子时钟会根据昼夜交替的24小时来循环并调节机体的代谢功能，此外，研究人员还识别出了核心时钟组分BMAL1在该过程中扮演的关键角色，相关研究刊登在了国际杂志Gene & Development上，该研究或有望帮助研究人员开发促进β细胞再生的新方法。

图片来源：UNIGE/Dibner

研究者Charna Dibner博士说道，补偿性增殖（compensatory proliferation）是一种众所周知但却知之甚少的特殊生物学机制，即细胞能够主动分裂并替代受损的那些细胞；这对于胰腺β细胞而言尤其如此，尽管进行了多年研究，目前科学家们仍然并不是非常清楚胰腺β细胞的再生机制。解析这一机制或许有望帮助开发有效控制糖尿病的新型疗法。

为了深入阐明机体内部生物时钟和β细胞再生之间的关联，研究人员首先观察了大规模靶向性消除后仅剩下20%β细胞的两组小鼠，第一组小鼠表现为昼夜节律异常，而对照组小鼠机体的生物钟功能完全正常；研究者发现，携带异常生物时钟的小鼠无法再生β细胞，而且还会遭受严重糖尿病的影响，而对照组小鼠则能够正常进行β细胞的再生，在仅仅几周内其糖尿病就能得到有效控制。通过在长达24小时的时间里测定分裂的β细胞的数量，研究者发现，β细胞的再生在晚上明显会增强，而晚上也正是小鼠最活跃的时候。

BMAL1基因 细胞活性的节拍器

节律异常的小鼠缺失BMAL1基因，该基因能编码BMAL1蛋白，其是特殊的转录因子，因其在生物钟功能中所扮演的关键作用而被人所熟知；研究者Bart Vandereycken说道，BMAL1基因对于β细胞的再生非常重要，此外，通过进行为期24小时的大规模转录组学分析后，研究者发现，负责调节细胞周期和增殖的基因不仅能被上调，还能够获得昼夜节律的特性。BMAL1似乎是一个非常关键的基因，然而，这种再生过程是否需要功能性的生物钟本身，还是仅仅需要BMAL1，目前研究人员还不清楚。

最后研究者表示，我们还想通过深入研究阐明α细胞的功能，α细胞是一种能产生胰高血糖素的细胞，胰高血糖素能对抗机体中的胰岛素；昼夜节律异常的小鼠机体中血液中常常会表现出高水平的胰高血糖素，因此，详细阐明其中的分子机制或有望帮助科学家们未来诱导人类机体中β细胞的再生过程，并开发治疗糖尿病的新型疗法。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Volodymyr Petrenko,Miri Stolovich-Rain,Bart Vandereycken, et al. The core clock transcription factor BMAL1 drives circadian β-cell proliferation during compensatory regeneration of the endocrine pancreas, Gene and Development (2020). DOI: 10.1101/gad.343137.120