除了由 SARS-CoV-2(COVID-19 病毒)引起的肺炎、血栓和其他严重的健康状况外,一些研究还发现了另一个令人不安的联系。 有些人在急性 COVID-19 感染后可能会患上糖尿病。
冠状病毒如何导致糖尿病? 美国国立卫生研究院支持的两项新研究有助于回答这个重要问题,证实 SARS-CoV-2 可以靶向并损害人体的胰岛素产生细胞。 研究结果作为预先证明发表在《细胞代谢》杂志上 [1,2].
1 型糖尿病发生在胰腺中的 β 细胞不能分泌足够的胰岛素以使身体在饭后以最佳方式代谢食物时。 由于这种胰岛素不足,血糖水平上升,这是糖尿病的标志。
早期的实验室研究表明,SARS-CoV-2 可以感染人类 β 细胞 [3]. 研究还表明,这种危险的病毒可以在这些产生胰岛素的 β 细胞中复制,从而复制更多自身并传播到其他细胞 [4].
这些最新研究建立在这些早期研究的基础上,以发现有关 COVID-19 与糖尿病之间联系的更多信息。 这些研究由两个独立的团队进行。 一个团队由加利福尼亚州帕洛阿尔托斯坦福大学医学院的彼得杰克逊领导; 另一支团队由纽约威尔康奈尔医学院的陈水兵领导。
这两项研究都证实了在死于 COVID-19 的人的尸检样本中感染了胰腺 β 细胞。 杰克逊团队的其他研究表明,冠状病毒可能会优先感染产生胰岛素的 β 细胞。
这一发现具有生物学意义。 胰腺中的 β 细胞和其他细胞类型表达 ACE2 受体蛋白、TMPRSS2 酶蛋白和神经纤维蛋白 1 (NRP1)。 SARS-CoV-2 依靠这些蛋白质进入并感染人体细胞。 事实上,陈团队在对尸检胰腺组织的研究中,在产生胰岛素的 β 细胞和其他几种胰腺细胞类型中都看到了冠状病毒的迹象。
新发现还表明,冠状病毒感染会改变胰岛组织的功能——胰岛组织是含有 β 细胞的胰腺组织。 两个团队都报告了证据表明感染 SARS-CoV-2 会导致胰岛组织中胰岛素的产生和释放减少。 杰克逊团队还发现,感染直接导致了一些非常重要的 β 细胞死亡。 他们表明可以通过阻断 NRP1 来避免这个过程。
除了β细胞的损失外,感染还可以改变幸存细胞的命运。 Chen 的团队进行了单细胞分析,以仔细观察 SARS-CoV-2 感染后胰腺细胞内基因活性的变化。 这些研究表明,β细胞经历了一个转分化过程,在这个过程中它们似乎被重新编程。
在这个过程中,细胞开始产生更少的胰岛素和更多的胰高血糖素。 胰高血糖素是一种促进肝脏中的糖原分解成葡萄糖的激素。 这些细胞还开始产生更高水平的消化酶,称为胰蛋白酶 1。重要的是,研究还表明,这种转分化过程可以被一种已知会降低细胞对压力的重要反应的化学物质(称为 trans-ISRIB)逆转。
这种β细胞转分化的后果尚不清楚,但预计会加重胰岛素缺乏并提高血糖水平。 需要更多的研究来了解 SARS-CoV-2 是如何到达胰腺的,以及免疫系统可能在损害中发挥什么作用。 最重要的是,这些研究再次提醒您,如果您还没有接种疫苗,那么保护您自己、您的家人和您的社区免受 COVID-19 感染的重要性,并鼓励您的亲人也这样做。
参考:
[1] SARS-CoV-2感染诱导β细胞转分化. 唐等人。 细胞代谢 2021 年 5 月 19 日;S1550-4131(21)00232-1。
[2] SARS-CoV-2 感染人类胰腺 β 细胞并引起 β 细胞损伤. 吴等人。 细胞代谢物。 2021 年 5 月 18 日;S1550-4131(21)00230-8。
[3] 基于人类多能干细胞的平台,用于研究人类细胞和类器官中的 SARS-CoV-2 嗜性和病毒感染模型. Yang L、Han Y、Nilsson-Payant BE、Evans T、Schwartz RE、Chen S 等。 细胞干细胞。 2020 年 7 月 2 日;27(1):125-136.e7。
[4] SARS-CoV-2 感染并在人类内分泌和外分泌胰腺细胞中复制. Müller JA、Groß R、Conzelmann C、Münch J、Heller S、Kleger A 等。 纳特代谢。 2021 年 2 月;3(2):149-165。
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