eLife：糖尿病研究重大進展！腸道細菌蛋白BefA促進β細胞增殖

在一項新的研究中，來自美國俄勒岡大學的研究人員說，一種新發現的在斑馬魚腸道中產生的細菌蛋白在幼體發育早期誘導胰腺中產生胰島素的β細胞發生增殖。相關研究結果發表於2016年12月13日在線發表在eLife期刊上，論文標題為「A conserved bacterial protein induces pancreatic beta cell expansion during zebrafish development」。

這項研究潛在地對人類健康產生影響。β細胞是唯一產生胰島素的細胞，其中胰島素調節著血糖代謝。胰島素產生的缺乏與1型糖尿病相關聯。

論文通信作者、俄勒岡大學生物學家Karen Guillemin說，這項研究證實了大量的細菌和其他的微生物群體---微生物群（microbiota）---在動物體內中發揮的發育作用。理解微生物群如何影響β細胞發育可能最終導致新的診斷、預防和治療1型糖尿病的方法。

利用無菌的斑馬魚作為模型，論文第一作者Jennifer Hampton Hill探究了某些腸道細菌在胰腺中定植是否是發育期間具有穩健數量的β細胞所必需的。

她發現在生命的第一周，無菌的斑馬魚並不經歷常規培養的斑馬魚經歷的相同的β細胞增殖。然而，讓這些無菌的斑馬魚接觸特定的細菌會恢復β細胞數量到正常水平。這種恢復成為她的研究的基礎，並且最終發現一種新的細菌蛋白能夠獨自地促進β細胞生長。

利用無菌的斑馬魚開展研究允許Hampton Hill系統性地篩選能夠促進β細胞增殖的腸道細菌。她隨後著重關注一種細菌，並且研究了它分泌的蛋白是否具有促進β細胞增殖的活性。這些努力導致她列出一份由163種潛在的蛋白組成的清單。

她隨後研究了這些之前篩選過的細菌的基因組序列，並且想知道這些潛在的蛋白當中，哪些是促進β細胞增殖的細菌所具有的並且在缺乏這種促增殖活性的細菌中是不存在的。她的策略最終僅發現單個之前從未被研究的候選蛋白。當她獲得這種純化的蛋白，並且將它加入到她的無菌斑馬魚中時，β細胞群體發生增殖，因而讓這種蛋白獲得它的名字---β細胞增殖因子A（Beta Cell Expansion Factor A, BefA）。

了解BefA的分子身份允許研究人員在其他的細菌基因組中尋找它的序列。他們發現它存在於幾種常見的人腸道相關細菌中。當Hampton Hill從人體細菌中純化出兩種相關的蛋白時，它們經證實同樣有效地促進斑馬魚中的β細胞增殖。

Guillemin說，這項研究的一種意義在於理解支持母乳餵食和避免過量使用抗生素會促進兒童體內的健康微生物組發展的重要性。

她說，還需開展進一步的研究來鑒定BefA蛋白影響β細胞發育的機制，以及這種蛋白是否在包括人類在內的其他動物中發揮同樣的影響。