2型糖尿病人胰島細胞晝夜規律受損

透過比較2型糖尿病人供體和健康人的胰腺細胞，日內瓦大學（UNIGE）和瑞士日內瓦大學醫院（HUG）的研究人員首次證明了晝夜規律對胰腺細胞的影響，發現來自2型糖尿病人類供體的胰島細胞具有受損的晝夜節律振盪器。晝夜節律鐘的破壞伴隨著激素分泌的擾動。

檸檬皮中提取的稱為Nobiletin的分子部分恢復胰島功能

此外，研究人員使用從檸檬皮中提取的稱為Nobiletin的時鐘調節分子，成功地“修復”了被破壞的細胞時鐘，並部分恢復了胰島細胞的功能。這些結果發表在《美國國家科學院院刊》上，提供了有關糖尿病護理創新方法的第一見解。

研究方法

兩年前，由醫學和細胞生理學與代謝學系首席研究員Charna Dibner以及UNIGE醫學學院和HUG糖尿病研究中心領導的研究小組已經表明，在齧齒動物中，胰腺細胞鐘的擾動導致胰島素和胰高血糖素分泌中斷，從而促進糖尿病的發作。但是，人類的處境如何呢？

“我們以前也曾觀察到，如果在體外細胞培養中人為破壞胰腺細胞的時鐘，則會損害關鍵胰島激素（胰島素和胰高血糖素）的分泌。因此，我們在此報告的下一步是弄清2型糖尿病人胰島中的晝夜節律是否受到干擾，如果存在，這種干擾將如何影響胰島功能。”Dibner博士實驗室研究員Volodymyr Petrenko，這些出版物的第一作者

利用組合的生物發光-熒光延時顯微鏡技術，該技術可以隨著時間的推移非常精確地跟蹤活細胞中的分子時鐘活動，科學家們比較了全天2型糖尿病供體和健康受試者的胰腺細胞行為。Charna Dibner說：“結論是無可爭議的。” 2型糖尿病的胰島細胞的生物節律既顯示晝夜節律振盪的振幅減小，又顯示差的同步能力。“結果，激素分泌不再協調。此外，在2型糖尿病患者中觀察到的胰島素和胰高血糖素分泌在時間協調方面的缺陷與在具有人工干擾的晝夜節律的健康胰島細胞中測得的缺陷相當。”

一切都因為晝夜規律！

晝夜節律時鐘代表控制各種細胞功能的每日週期。這些時鐘有幾個互鎖的同步級別，主要是光，它特別調節位於大腦下丘腦的中央時鐘。就像管絃樂隊中的指揮一樣，它可以調節器官和細胞中存在的外圍時鐘。因此，後者被部分地中央調節，但是根據它們的功能，在每個器官甚至在每個細胞中的功能都不同。Charna Dibner說：“胰腺細胞還受到禁食和食物攝入的節律的影響，並受到嚴格的荷爾蒙調節。因此，協調所有級別的調節可最佳化代謝功能。胰腺胰島的時鐘失調會導致功能受損：他們不再期待來自食物的訊號。的確，如果您在晚上而不是白天吃相同的食物，則由於新陳代謝的最佳反應，體重增加會更快。”

重新調整晝夜規律

研究的第二步：日內瓦科學家使用Nobiletin（一種小型時鐘調節劑分子）（一種檸檬皮的天然成分，最近發現了其對生物鐘的影響）來重新同步時鐘。Volodymyr Petrenko說：“透過作用於核心時鐘元件之一，它可以有效地重置人類胰島的振盪幅度。而且一旦時鐘重新同步，我們也觀察到了胰島素分泌的改善。”

修復受損的生物鐘可能有助於改善胰島激素分泌的功能

Charna Dibner說：“這是原理性的第一個證明，即修復受損的生物鐘可能有助於改善胰島激素分泌的功能。我們將首先在動物模型中體內探索這種修復機制。我們的社會經歷代謝疾病的流行增長，伴隨著工作和飲食安排的改變，以及睡眠不足。透過重新同步被擾動的分子鐘，可以透過我們希望透過個性化的飲食和鍛鍊計劃或藉助時鐘調節分子，最終能夠為影響全球人口比例不斷增長的流行性代謝問題提供創新的解決方案。”