利用锌来靶向胰岛素生成细胞的再生药物

糖尿病时分泌ß胰腺细胞不正常工作或枯竭,因此不能产生足够的胰岛素阻止血糖水平上升。斯坦福大学的研究人员已经开发出一种潜在的方法有选择地触发胰腺ß细胞的再生,这样可以增加胰岛素的分泌,但是没有不分青红皂白地影响身体其它部位的细胞。战略利用ß细胞锌积累,并使用zinc-chelating代理交付ß-cell-regenerating药物直接分泌胰岛素的胰岛细胞。

虽然这项技术还在发展的早期阶段,斯坦福大学团队,在细胞化学生物学报告说,他们的体外研究结果表示“关键的第一步验证容易转移ß-cell-targeted药物传输策略。研究负责人贾斯汀·安内斯医学博士说博士和他的同事们报告他们的发现在一篇题为“Zinc-chelating小分子优先积累和功能在胰腺ß-cells。”

血糖水平通常保持在严格限制两种激素,胰高血糖素和胰岛素,这是由胰岛α细胞和ß细胞,分别,作者解释说。在糖尿病中，胰岛素分泌不足，血糖水平上升。虽然症状可以由管理定期胰岛素,理想情况下有可能使用药物来触发ß-cell再生,恢复足够的胰岛素分泌。

有重大进展在识别可能刺激ß细胞的小分子药物,但是“这些化合物的应用是有限的不加区别的replication-promoting活动,”研究人员指出。“鉴于ß细胞的核心作用在维持葡萄糖体内平衡,发展方法ß-cell-targeted体内药物输送和ß-cell成像质量已经成为研究重点。”

已经采取了一系列的方法来识别ß-cell-specific表面标记可以作为目标选择性药物输送,但表达水平的候选人,如glucagon-like肽受体1(GLP-1R)GLP44和生长激素抑制素受体表达SSTR2可能太低,不够限制,允许其使用ß-cell-targeted药物交付。研究人员还没有设计出一种方法来利用葡萄糖转运体成员(GLUT2)作为“特洛伊木马”来偷运候选药物。

ß细胞怪癖之一是他们倾向于积累锌。这一特性被用来染色和图像ß细胞在胰腺组织样本,但它尚未开发药物输送技术的应用程序。“不寻常的胰岛细胞ßbio-concentrate锌的能力已经使用了几十年识别小岛zinc-dependent染料,”该研究小组写道。然而,“尽管广泛开发高度特定zinc-sensitive探测工作,可能使用锌螯合剂ß-cell-targeted复合交货还没有探索。“科学家们还没有知道锌结合化合物会积聚在富锌ß细胞。然而,安博士认为,它可能会利用zinc-accumulatingß细胞选择性药物的目标。“唯一的问题是，我不知道如何生成能够验证这个假设的化合物，”他评论道。

安内斯博士与研究生蒂莫西·霍顿(Timothy Horton)和斯坦福化学- h医学化学知识中心(medical Chemistry Knowledge Center)主任马克·史密斯(Mark Smith)合作，开发了一种基于螯合的策略。螯合是化合物与金属形成紧密结合的过程。研究人员首次确认,他们选择的螯合剂将积聚在ß细胞,然后证明了混合组成zinc-chelation代理耦合ßcell-regenerating药物gnf - 4877也会积聚在ß细胞生长在实验室。

他们的测试证实了混合分子积累更多的ß细胞比其他细胞类型,当管理不同类型的老鼠细胞体外,导致ß细胞再生的250%以上,其他细胞类型。当螯合剂再生药物在体外作用于不同的人类细胞时，也观察到同样的效果，尽管程度较轻。ß细胞复制超过其他类型的人类细胞约130%。

研究人员承认,他们的方法尚未测试体内,并将需要进一步发展来提高selectivity-the zinc-dependent级和优惠ß-cell药物积累和活动报道的研究相对较少。该团队补充说，该方法的其他潜在局限性也需要研究。不知道zinc-chelation-dependent药物目标是否会影响正常的细胞功能,如胰岛素ß细胞存储,例如。在组织中还有其他的细胞群包括前列腺，脑垂体，以及一些神经元，它们积累了大量的锌。“……进一步扩展我们的概念验证体外实验是必要的研究对一个安全、广泛适用的体内ß-cell-selective药物传输策略,”作者总结道。然而,声称“…这一原则的应用产生了一个概念验证方法ß-cell-targeted交付和生物活性。”作者希望报道结果可以开发新的ß细胞再生药物的第一步。“我们还处于早期阶段，”安内斯博士说。“这是第一个示范ß细胞的选择性复制分子交付。”