新研究为2型糖尿病病理机制及靶向治疗提供关键结构依据

上海交通大学Bio-X研究院长聘教轨副教授曹骎团队与上海交通大学医学院附属新华医院副主任医师张飞团队合作，首次报道了来源于2型糖尿病（T2D）患者胰腺组织中的人胰岛淀粉样多肽（hIAPP）纤维的冷冻电镜结构，为理解T2D的病理机制及开发靶向治疗策略提供了关键结构依据。1月3日，相关研究成果发表于《细胞》。

T2D是一种全球高发的代谢性疾病，影响着全球近10%人口的健康与寿命。其发病机制复杂，涉及胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能进行性衰竭。在β细胞衰亡过程中，所分泌的hIAPP会发生错误折叠与异常聚集，在胰岛内形成淀粉样沉积，该现象在超过90%的T2D患者胰腺中被观察到。因此，延缓hIAPP纤维化或清除已形成的hIAPP纤维，将有望对T2D患者的治疗提供帮助。然而，hIAPP病理性结构的缺失，极大制约了以hIAPP为靶点的糖尿病药物开发。

为解决此难题，研究团队在因为其它疾病需要手术切除部分胰腺的患者中，寻找同时患有T2D的患者，并在获取患者知情同意的情况下使用切除胰腺组织的癌旁正常组织作为研究样本。

基于此方案，研究团队共收集到6位捐献者的胰腺组织，并优化了一套温和而高效的提取纯化流程，对捐赠者的组织分别进行了纤维提取。研究团队在4位患有T2D的捐献者的胰腺组织提取物中观察到了具有淀粉样纤维形貌的纤维，另2位未患糖尿病的捐献者中则未观察到。

进一步地，研究团队利用冷冻电镜技术对提取的纤维进行了结构解析，并成功得到其中3位捐献者的纤维结构，3份样本具有几乎相同的结构。纤维由两股对称的原纤维丝缠绕而成，其核心区域包含hIAPP的第2-37位残基，并形成了一种独特“Ω形”折叠模式。与已报道的体外hIAPP纤维相比，该结构在主链走向、侧链组装及分子内相互作用网络方面均存在显著差异。

值得一提的是，研究团队辨识出多处非蛋白源性密度，它们对称地分布于纤维表面特定的口袋或其内部空腔中，其中分布于内部空腔的密度被hIAPP的疏水性侧链所环绕。这些结果为理解hIAPP的病理活性提供了全新的结构视角，同时分布于纤维表面的密度提示了一些潜在的配体结合口袋，可作为设计小分子抑制剂、抗体类药物或干扰肽的特异性靶点。

研究团队同时发现，hIAPP纤维的核心折叠单元与阿尔茨海默病病人脑中Aβ纤维具有显著的构象相似性，两种纤维在一个8残基片段中显示出几乎相同的构象，为hIAPP与Aβ的体内交叉播种假说提供了结构解释，同时为两种疾病的“共病、共诊、共治”提供了理论依据。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.12.001