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新发现!免疫系统与血糖调节的奇妙关联

科普文迅
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作者黄艳红段跃初

我们都知道,免疫系统是人体的防御卫士,主要负责抗感染和清除异常细胞,守护着我们的健康。但近日,来自葡萄牙与瑞士的联合研究团队有了一个惊人的发现:免疫系统居然还参与血糖调节,这一成果发表在了《科学》杂志上。

免疫系统由免疫器官、免疫细胞及免疫分子构成,主要有免疫防御、免疫监视和免疫稳定三大功能。免疫防御可以识别和清除侵入机体的微生物等外敌;免疫监视能发现并清除表面抗原变异的细胞,像肿瘤细胞;免疫稳定则负责识别和清除体内衰老死亡的细胞,维持内环境稳定。

ILC2属于先天免疫系统,主要分布于小肠派氏结、肠系膜淋巴结和肝脏等部位。它可以通过表面受体识别病原体相关分子模式和损伤相关分子模式,产生细胞因子和趋化因子等炎性介质,募集和活化其他免疫细胞,促进炎症反应和感染部位的组织修复。此外,ILC2还能产生抗炎介质,抑制过度炎症反应,维持免疫稳态。

当人体能量水平较低时,比如在禁食或进行高能量消耗活动后,血糖水平会降低。此时,肠道中的交感神经元会被激活,释放出去甲肾上腺素。去甲肾上腺素与ILC2表面的肾上腺素能β2受体(ADRB2)结合,激活ADRB2信号通路。这会使ILC2细胞下调肠道“锚定”基因的表达,如整合素Itga4、Itgb7以及趋化因子受体Ccr9。“锚定”基因表达减少,ILC2细胞就更容易脱离肠道组织。

研究人员利用先进的光转换技术追踪发现,禁食后小鼠胰腺中标记的ILC2数量显著增加,说明ILC2从肠道迁移到了胰腺。ILC2会特异性地定位于胰岛内,而胰岛中有分泌胰高血糖素的α细胞。ILC2抵达胰腺后,会分泌IL -5和IL -13这两种2型细胞因子,作用于胰岛α细胞上的受体,刺激胰岛α细胞分泌胰高血糖素。胰高血糖素可以促进肝脏糖异生和内源性葡萄糖生成,从而提高血糖水平,维持血糖平衡。

实验中,缺失ILC的小鼠在短期禁食后,空腹血糖水平低于对照组小鼠,肝糖原水平也较高,说明缺乏ILC的小鼠在禁食后无法有效提升血糖。而给缺失ILC的小鼠移植ILC2,则能显著改善它们的空腹血糖、血胰高血糖素和糖异生水平。此外,通过基因敲除发现,敲除ILC2中的Adrb2基因后,ILC2无法迁移到胰腺,导致禁食小鼠的血糖水平无法提高。

这一发现刷新了我们对免疫系统与血糖调节关系的认知。它揭示了神经系统、免疫系统和内分泌系统之间一种未被充分认识的交互作用机制。为糖尿病、肥胖等代谢疾病的治疗提供了新思路。比如,未来或许可以通过调节ILC2细胞的功能,来改善血糖调节异常的情况。此外,由于胰腺和肝脏相关肿瘤可能会劫持机体代谢机制,这一发现也为我们提供了新的抗癌思路。