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充满碳水化合物和脂肪的西式饮食对身体的胰岛提出了额外的需求，以产生足够的胰岛素来控制血糖水平。如果不能满足这种需求，那么就可能导致糖尿病。密歇根大学领导的科学家团队的研究表明，有可能引发胰岛素的增加。他们在小鼠体内的研究表明，关闭两个Toll样受体(TLRs)可以有效地消除胰腺中胰岛细胞的膨胀，并允许胰岛增加产生胰岛素的β细胞的产生，但只有在高水平的反应中 - 脂肪饮食(HFD)。
研究人员表示，TLR2，TLR4和HFD在调节β细胞生成中发挥共同作用的发现可能会导致治疗糖尿病和肥胖症的新方法。“这些数据揭示了控制饮食诱导的肥胖症中β细胞增殖的调节机制，并提示选择性靶向TLR2 / TLR4途径可能会逆转糖尿病患者的β细胞衰竭，”他们在Nature Immunology上发表的论文中总结道，标题为“Toll样受体TLR2和TLR4阻断胰腺β细胞在饮食诱导的肥胖中的复制”。
吃高能量的西方饮食或高脂肪饮食确实会引发胰岛的扩张和一些虽然适度增殖的β细胞。“在饮食诱导的肥胖症中，增加的代谢负担通过增加每个β细胞的分泌和/或增加β细胞数量来增加胰岛素的产生，”作者解释说。然而，不能理解允许这种情况发生的分子机制。
TLR是细胞表面和细胞内蛋白质的家族，通常识别入侵的病原体如细菌和真菌，并在警报免疫系统中起作用。“免疫细胞中的TLR2和TLR4能够感知来自入侵病原体的分子模式，并能够弥合先天性和适应性免疫反应，”研究人员解释说。
有趣的是，报告还表明，喂食高脂肪饮食的小鼠中TLR2或TLR4的缺失可减少肝脏和脂肪中的全身性炎症，并可改善胰岛素敏感性。由密歇根大学的Ling Qi，博士，教授，分子和综合生理学领导的最新研究，以及密歇根大学医学院和康奈尔大学的同事们发现，当设计成缺乏TLR2和TLR4的小鼠被喂养时脂肪饮食，他们的胰岛显着膨胀，以至于肉眼可以看到它们。
研究人员在实验的基础上发现了这一发现，这些实验最初旨在研究免疫系统以及TLR2和TLR4在肥胖小鼠脂肪组织炎症发展中的作用。该研究小组随后对TLR2和TLR4缺陷小鼠进行的研究发现，两种蛋白质的缺失有效地消除了喂食高脂肪饮食的动物对β细胞增殖的阻断。令人鼓舞的是，在缺乏TLR2和TLR4的HFD喂养的小鼠中维持β细胞功能并控制血糖。
两种蛋白质都必须被禁用以解除与饮食相关的β细胞增殖。如果存在TLR2或TLR4，则胰岛不会扩张或产生额外的β细胞“...... TLR2或TLR4的激活足以抑制小鼠β细胞的增殖，”科学家们写道。进一步的实验排除了血液循环中允许胰岛扩张的任何因子的潜在作用，并且表明“TLR2和TLR4缺乏以胰岛内在的方式影响HFD诱导的β细胞复制，”他们继续说。通路分析表明，与慢性食用高脂肪食物同时，TLR2和TLR4介导的信号通路下调MEK / Erk激酶的激活，阻断参与细胞复制的关键分子进入细胞核，从而阻止β细胞增殖。 。
科学家总结说：“未来的研究将解决阻断TLR2和TLR4信号传导，使用小分子拮抗剂，基因编辑或双能TLR2 / TLR4抗体，是否可以增强β细胞复制。“β细胞中TLR2 / TLR4的直接下游途径的描述也可能有助于指导未来将其作为扩展糖尿病中β细胞的有希望策略的目标。
Qi和他的团队正在努力确定高脂肪饮食在TLR2和TLR4环境中对胰岛扩张的作用。“与高脂肪引起的肥胖相关的一些因素在这个过程中起着关键作用，但我们还不知道是什么，”他说。Qi还提出，负面因素可阻断β细胞扩增的发现表明，仅仅注重放大阳性因子的β细胞数增加的方法可能无效。
为了使TLR2 / TLR4耗尽作为一种治疗策略是可行的，科学家将不得不找到一种方法来禁用胰岛中的蛋白质。这可以改善胰岛移植治疗的结果，因此研究人员的目的是在将胰岛移植到小鼠体内之前研究胰岛β细胞中基因编辑的效果。
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