植物致幻劑有望用於治療糖尿病

一種強效分子混合物,包含來自死藤水的化合物,可刺激胰島素生成細胞的快速生長

死藤水烹飪。

幾個世紀以來,南美洲的一些土著群體一直依賴於一種由當地藤蔓和灌木的某些部分製成的飲品。這種名為死藤水的飲料,其效果最初表現為嚴重的嘔吐和腹瀉,但飲用這種茶的真正原因是隨之而來的幻覺。人們認為這些幻覺能夠揭示飲用者健康狀況不佳的秘密,並指明治癒之路。

現代技術已經揭示,這些神秘體驗背後的化合物之一是精神活性藥物harmine(哈爾明)。死藤水的早期使用者們不可能知道的是,有一天,他們這種啟迪性飲料中的成分將被定位為治療糖尿病的關鍵。

徹底治癒還有很長的路要走,但研究人員朝著這個目標邁出了又一步,他們將天然存在的哈爾明與實驗室從頭合成的化合物結合起來。根據12月20日發表在《細胞代謝》雜誌上的研究結果,這對組合可以誘導產生胰島素的胰腺細胞(稱為β細胞)以有史以來最快的速度複製。


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1型糖尿病發生在身體攻擊並摧毀這些細胞時。2型糖尿病發生在這些相同的細胞衰竭且無法再產生胰島素時。這兩種情況都意味著不可逆轉,因為我們在早期生命中產生的β細胞是我們擁有的唯一細胞。

如果這對化合物最終進入治療工具箱,那麼恢復衰退的細胞群可能會成為現實,並可能成為治療糖尿病的方法。“回顧10年前左右,我們曾質疑人類β細胞是否可以被誘導分裂,”斯坦福大學醫學和內分泌學助理教授賈斯汀·安尼斯說,他所在的另一個研究小組也在進行β細胞增殖研究。“但曾經的幻想已經變成了期望,也許在未來幾年,將成為現實。”

通往現實的旅程中的一站是2015年的一項研究,該研究表明,在培養皿中用哈爾明治療β細胞可促進其以每天約2%的速度增加。西奈山伊坎醫學院糖尿病、肥胖和代謝研究所科學主任、研究作者安德魯·斯圖爾特說,這是一個有希望的開始,但對於需要替換細胞群的人來說,速度有點太慢了。

在這項最新研究中,斯圖爾特和他的同事表明,將哈爾明與另一種分子的合成抑制劑結合使用,可以將速度平均提高到5-8%,使用某些生長配方甚至高達18%。斯圖爾特說,這種化學組合的一二重擊並非唯一的可能組合,其他小組也在研究各種組合。安尼斯和他的同事已經確定了幾種化合物,這些化合物也顯示出類似的希望,可以推動胰島素生成細胞繁殖。

斯圖爾特說:“基本上,我們都在競爭,但我們彼此都認識,所以我們分享試劑和想法。” “不同的人已經確定了不同的藥物可以使β細胞複製。” 他的實驗室選擇哈爾明是因為這是他們在2015年篩選10萬種化合物時篩選出來的,但“我不認為哈爾明比其他任何一種都特別好,”他說。

2006年,另一組研究人員在尋找與唐氏綜合徵相關的蛋白質相互作用的化學物質時,從分子堆中挑出了哈爾明。隨後的研究表明,哈爾明在許多身體系統中發揮作用,包括腸道和大腦,這部分解釋了死藤水對其早期使用者的影響。

哈爾明會干擾一種名為雙特異性酪氨酸調節激酶1A或DYRK1A的酶。與哈爾明一樣,DYRK1A在許多組織中發揮作用。例如,它有助於在胚胎髮育過程中塑造中樞神經系統。它最初因其在唐氏綜合徵中的關鍵作用而被發現,其常規職責是向分子新增化學標籤,以開啟或關閉它們。

協同作用的另一分子是轉化生長因子-β超家族(TGFβSF)中一組蛋白質的抑制劑。與DYRK1A一樣,這些蛋白質在大量身體過程中活躍,包括細胞增殖。

斯圖爾特和他的團隊在探索良性胰腺腫瘤(稱為胰島素瘤)細胞的秘密後,將目標鎖定在TGFβSF和DYRK1A上。他們推斷,如果他們能夠查明是什麼導致這些腫瘤生長,他們就可以利用這些資訊來鼓勵正常β細胞的生長。他們的探索揭示了DYRK1A和TGFβSF相關的靶點。

在培養皿中抑制人類β細胞中的這些分子會關閉通常抑制癌症失控細胞生長的細胞調節因子。由於哈爾明和TGFβSF抑制劑釋放了這種抑制,並且DYRK1A和TGFβSF在許多組織中活躍,因此任何涉及這對抑制劑的治療都必須具有高度針對性。“當然,在這些藥物可以用於人類之前,我們還有很長的路要走,”安尼斯說,他稱對癌症風險的擔憂是“合理的”。

賓夕法尼亞大學佩恩糖尿病研究中心遺傳學教授兼副主任克勞斯·凱斯特納(未參與該研究)表示,哈爾明影響其他細胞型別,這加劇了人們的擔憂。2016年,他的團隊報告稱,哈爾明會觸發多種型別的激素生成細胞分裂,包括胰腺中的其他細胞

斯圖爾特和他的同事正在篩選許多潛在的化學標籤,這些標籤可能有助於將抑制劑引導到正確的位置。但斯圖爾特說,就目前而言,“我們是亞馬遜,有很多包裹,我們知道它們是給你的,但我們不知道地址。”

1型糖尿病提出了另一個障礙。斯圖爾特說,儘管免疫系統會攻擊並摧毀這種糖尿病形式中的這些細胞,但通常仍會殘留少量β細胞。未知的是,從這些細胞中生長出的新細胞群是否會簡單地吸引進一步的免疫破壞。斯圖爾特說,如果哈爾明-TGFβSF抑制劑組合最終進入試驗階段,那麼它最初可能最適合的人群是2型糖尿病患者。那麼,從南美洲熱帶雨林到臨床治療的旅程就將完成。

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