在1型糖尿病中,身体产生针对胰腺β细胞的免疫细胞,这些细胞在胰岛素的产生和分泌中起着关键作用。这种免疫反应的最早目标之一是胰岛素分子中特定的氨基酸序列或肽。引发这种自身免疫反应的原因尚不清楚。
现在,乔斯林糖尿病中心和波士顿学院的研究人员已经发现了一种人类肠道细菌,这种细菌能够产生一种蛋白质,这种蛋白质含有一系列氨基酸,这些氨基酸模拟了胰岛素肽免疫系统在类型1中糖尿病。分析显示免疫细胞其靶向1型糖尿病中的胰岛素肽,与来自肠道细菌肽的类似序列发生交叉反应,并且这种细菌的存在可以加速1型糖尿病小鼠模型中糖尿病的发作。更重要的是,进一步的研究还揭示了肠道细菌的存在与具有1型糖尿病遗传风险的儿童的1型糖尿病发展之间的联系。研究结果发表在美国科学院院报.
“尽管遗传学和家庭历1型糖尿病在儿童中的发病率正在以超过20%的速度增长,这增加了患1型糖尿病的风险遗传基础乔斯林糖尿病中心首席学术官c .罗纳德.卡恩博士说。我们的发现表明,接触肠道细菌产生的类似胰岛素肽的肽可以刺激或增强胰岛素分泌。自身免疫应答引发1型糖尿病。"
Kahn和他的同事们分析了微生物数据库,发现47种微生物肽与胰岛素肽(称为insB:9-23肽)匹配50%或更多,胰岛素肽是1型糖尿病的靶标。然后,研究小组合成了17种最相似的候选肽,并测试了它们激活1型糖尿病中出现的insB:9-23特异性免疫细胞的能力。科学家证明,只有一种选定的肽——一种来自肠道细菌的肽双歧副杆菌—可激活对insB:9-23特异的人和小鼠免疫细胞。
研究人员接着表明,给具有1型糖尿病遗传风险的小鼠注射这种细菌,会导致胰腺中产生胰岛素的胰岛细胞发生更严重的炎症,并使糖尿病提前发作。人的分析肠道微生物群一项对269名0至3岁的婴儿进行的研究数据显示,在生命早期肠道微生物群中有这种细菌的儿童比没有这种细菌的儿童患1型糖尿病的风险高得多。
综上所述,研究结果表明,正常肠道微生物群中的肽可以模拟胰岛素肽,并有可能引发早期1型糖尿病的发作或加速其进展。该概念可以适用于其他人自身免疫性疾病也是。
“大量的人类肠道微生物组研究表明,患有自身免疫性疾病(包括多发性硬化症)的患者的肠道微生物组的组成,炎性肠病和其他人,与健康对照组有明显不同。我们的发现证明了正常肠道微生物产生的肽和1型糖尿病自身免疫反应之间存在分子模拟的新联系。这表明了开发新工具的潜力,包括疫苗、抗生素或益生菌,用于预防和治疗1型糖尿病,或许还有其他自身免疫性疾病。"