2型糖尿病的特征在于血糖含量高，由胰岛素产量减少引发。在一项新的研究中，研究人员揭示了施用受控葡萄糖脉冲具有恢复正常胰岛素产量和防止2型糖尿病的潜力。
研究共同作者来自佛罗里达州立大学（FSU）的Joseph McKenna及其同事在“PLOS计算生物学”杂志上发表了他们的研究结果。
胰岛素由胰腺中的β细胞产生。它的主要作用是调节血糖水平，并将葡萄糖从碳水化合物形式转化为能量。
在健康个体中，β细胞将激素的规律脉冲释放到血流中。这些脉冲限制肝脏释放葡萄糖的量，并促进身体组织吸收已释放的葡萄糖。
然而，在具有高血糖或高血糖的人中，2型糖尿病的标志 - 过量的葡萄糖抑制β细胞的“时钟”，控制胰岛素脉冲节律，减少胰岛素产生。
在新的研究中，McKenna和他的同事展示了如何施用葡萄糖受控脉冲促使胰岛素的产量正常化。
受控葡萄糖脉冲重新启动胰岛素时钟
首先，团队创建了一个数学模型 - 双振荡器模型（DOM） - 模拟胰岛细胞来进行实验，胰岛细胞是含有产生胰岛素的β细胞的胰腺细胞。
DOM模型能预测葡萄糖到血液的脉冲，具有重新激活已经由于过量葡萄糖而停止的β细胞内的胰岛素时钟的潜力。
然后研究小组在去除了胰岛的非糖尿病小鼠中测试了这一理论。
使用特殊设计的微流体装置，研究人员注入不同浓度的葡萄糖溶液到小鼠胰岛。
如所预期的，当施用浓度高，稳定的葡萄糖时，小鼠胰岛中的胰岛素时钟失活。
然而，当葡萄糖的受控脉冲施加到胰岛时，胰岛素时钟被重新启动。此外，当葡萄糖溶液的流动跟随模拟肝脏动作的反馈回路时，团队发现再激活的胰岛具有召集其他胰岛并重新启动其胰岛素时钟的能力。
研究人员发现并提出胰岛素减少2型糖尿病发生的见解。
“本文演示了如何一起使用微流体和数学建模，获得新激素分泌机制的见解，”研究合作者FSU神经科学和分子生物物理数学和程序部的理查德·伯特伦如是说。
作者说，重要的是他们的研究也可能提出2型糖尿病的新预防策略：
“在这里，我们用联合建模和实验方法证明，由葡萄糖升高引起的脉冲胰岛素减少的损失可以通过振荡葡萄糖刺激来恢复。
我们的结果对增强胰岛素搏动，从而减轻2型糖尿病具有潜在的影响。
在未来的研究中，团队计划将微流体装置应用于糖尿病小鼠的胰岛，然后再研究来自健康人和具有糖尿病的人的胰岛。
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责任编辑：邹林梅
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