重启“细胞能量工厂”！Science：逆转线粒体损伤或有助于治愈2型糖尿病

线粒体就像细胞的“能量工厂”，为我们的身体提供所需的燃料。然而，当这些“工厂”出现故障时，可能会导致像2型糖尿病这样的疾病。2型糖尿病患者要么不能产生足够的胰岛素（由胰腺制造的调节血糖水平的关键激素），要么无法有效地使用它来维持正常的血糖水平。

之前的研究发现，糖尿病患者的胰腺β细胞——负责生产胰岛素的细胞，拥有异常的线粒体，无法正常生成能量。但科学家们一直不清楚为什么这些β细胞会变得如此。

最近，密歇根大学的一组研究人员在小鼠身上进行了一项新研究，揭示了功能失调的线粒体是如何触发一种反应，影响β细胞的成熟和功能的。

相关研究结果于2025年2月6日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Retrograde mitochondrial signaling governs the identity and maturity of metabolic tissues”。

论文共同第一作者、密歇根大学内科研究助理教授Emily M. Walker博士解释道：“我们想找出哪些路径对维持线粒体的健康至关重要。”

为了探究这个问题，Walker及其团队破坏了三个对线粒体功能至关重要的组件：线粒体DNA、清除受损线粒体的途径，以及在β细胞中保持健康线粒体池的方法。Walker指出，“在这三种情况下，相同的应激反应被激活，导致β细胞变得不成熟，停止分泌足够的胰岛素，并且基本上失去了它们作为β细胞的身份。这表明线粒体可以通过向细胞核发送信号来改变β细胞的命运。”

他们不仅在小鼠中证实了这一点，还在人类胰岛细胞中得到了相同的结果。随后，研究团队将目光投向了其他受糖尿病影响的细胞类型。论文通讯作者、密歇根大学糖尿病研究中心主任Scott A. Soleimanpour博士表示：“糖尿病不仅仅影响一个系统——体重增加、肝脏过度产糖、肌肉功能障碍等都是其症状的一部分。因此，我们也想看看其他组织。”

他们在肝细胞和脂肪储存细胞中重复了实验，发现了同样的应激反应被激活的现象。这意味着，无论细胞类型如何，线粒体损伤并不会直接导致细胞死亡，而是让它们变得不再能正常工作。这一发现激发了一个新的想法：如果可以修复这些损伤，或许就能恢复细胞的功能。

β细胞中线粒体自噬的丧失导致线粒体形态异常

为了验证这个假设，研究人员使用了一种名为ISRIB的药物来阻止这种应激反应。四周后，他们惊喜地发现，β细胞重新获得了控制小鼠血糖水平的能力。Soleimanpour总结说：“失去β细胞是患上2型糖尿病的主要原因。通过我们的研究，我们现在有了一个理论框架来解释为什么会发生这种情况，以及如何干预以解决根本问题。”

接下来，这些科学家计划进一步分析受影响的细胞路径，并希望能在来自糖尿病患者的细胞样本中重现他们的发现。这一突破可能为治愈2型糖尿病铺平道路，为我们带来新的希望。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Emily M. Walker et al. Retrograde mitochondrial signaling governs the identity and maturity of metabolic tissues. Science, 2025, doi:10.1126/science.adf2034.