■谢采
糖尿病是以高血糖为特征的全身代谢性疾病。由于胰岛素分泌缺陷或生物作用受损所导致的血糖升高,可出现在生命的不同阶段,并导致多系统并发症。随着人们生活方式和饮食结构的改变,糖尿病患者的数量急剧上升,成为全球增长最快的疾病之一。
当前,针对糖尿病的常规治疗主要包括控制饮食、增加锻炼、口服降糖药及注射胰岛素。然而,长期频繁的胰岛素注射也给糖尿病患者带来了痛苦。
近日,瑞士苏黎世的研究人员首次开发出一种全新用药方法:餐后惬意地听一首歌,只需要短短5分钟,植入体内的细胞就能释放大量的胰岛素,而无需通过注射或植入胰岛素泵来实现。该研究发表在《柳叶刀糖尿病与内分泌学》杂志上。
想用音乐控制细胞,首先得让细胞们能“听见”声音,作出反应。研究人员引入了“音乐诱导细胞控制系统”的概念,该系统的核心组成部分实际上是一种古老而常见的生物学元素,即机械门控离子通道。这些门控离子通道扮演着跨细胞膜传输无机离子的角色,就像一扇门需要正确的“密钥”来打开一样。在这项研究中,音乐成为打开这些“大门”的密钥。具体来说,特定频率的声音振动可以激活这些机械敏感的离子通道,导致细胞膜去极化,并诱导细胞释放胰岛素。研究人员将这种机制应用于人胰腺细胞,从而构建了音乐诱导细胞控制系统。
接着,研究人员测试了音量和设计细胞的胰岛素释放量之间的关系。分析发现,音量在60 分贝左右和50 赫兹的低音频率最能有效地触发离子通道。同时,为了触发最大的胰岛素释放,声音或音乐必须持续至少3 秒,并间隔最多5 秒。如果间隔太长,释放的胰岛素量会明显减少。研究人员还发现,相较于古典音乐和吉他音乐,低沉的摇滚乐和电影原声能诱导更多的胰岛素释放。其中以皇后乐队的《We Will Rock You》及动作电影《复仇者联盟》的配乐最为显著。
最后,研究人员将设计细胞植入糖尿病小鼠模型腹膜内,并将小鼠放在音源上,播放50 赫兹、60分贝的声音15 分钟。结果显示,声音成功诱导了小鼠体内胰岛素水平升高,减轻了餐后血糖飙升,恢复了正常血糖。
通过一首歌曲来实现药物释放,这确实是一个不小的突破。然而除此之外,研究人员还介绍了该研究的其他优势:首先,该设计细胞控制胰岛素的效果与健康人在天然葡萄糖诱导下的胰岛素反应相当,更贴合生理状态。其次,只有当特定的音乐在细胞植入的皮肤上方播放至少15 分钟时,才会触发胰岛素的释放。这意味着即使患者听到音乐或者周围有低频音的干扰,也不会意外触发药物的释放,从而确保了治疗的安全性和可控性。
虽然该研究目前距离临床应用还有一段路要走,但这一创新无疑为未来的医疗治疗提供了有趣的前景。