■謝采

糖尿病是以高血糖為特征的全身代謝性疾病。由于胰島素分泌缺陷或生物作用受損所導致的血糖升高,可出現在生命的不同階段,并導致多系統并發癥。隨著人們生活方式和飲食結構的改變,糖尿病患者的數量急劇上升,成為全球增長最快的疾病之一。
當前,針對糖尿病的常規治療主要包括控制飲食、增加鍛煉、口服降糖藥及注射胰島素。然而,長期頻繁的胰島素注射也給糖尿病患者帶來了痛苦。
近日,瑞士蘇黎世的研究人員首次開發出一種全新用藥方法:餐后愜意地聽一首歌,只需要短短5分鐘,植入體內的細胞就能釋放大量的胰島素,而無需通過注射或植入胰島素泵來實現。該研究發表在《柳葉刀糖尿病與內分泌學》雜志上。
想用音樂控制細胞,首先得讓細胞們能“聽見”聲音,作出反應。研究人員引入了“音樂誘導細胞控制系統”的概念,該系統的核心組成部分實際上是一種古老而常見的生物學元素,即機械門控離子通道。這些門控離子通道扮演著跨細胞膜傳輸無機離子的角色,就像一扇門需要正確的“密鑰”來打開一樣。在這項研究中,音樂成為打開這些“大門”的密鑰。具體來說,特定頻率的聲音振動可以激活這些機械敏感的離子通道,導致細胞膜去極化,并誘導細胞釋放胰島素。研究人員將這種機制應用于人胰腺細胞,從而構建了音樂誘導細胞控制系統。
接著,研究人員測試了音量和設計細胞的胰島素釋放量之間的關系。分析發現,音量在60 分貝左右和50 赫茲的低音頻率最能有效地觸發離子通道。同時,為了觸發最大的胰島素釋放,聲音或音樂必須持續至少3 秒,并間隔最多5 秒。如果間隔太長,釋放的胰島素量會明顯減少。研究人員還發現,相較于古典音樂和吉他音樂,低沉的搖滾樂和電影原聲能誘導更多的胰島素釋放。其中以皇后樂隊的《We Will Rock You》及動作電影《復仇者聯盟》的配樂最為顯著。
最后,研究人員將設計細胞植入糖尿病小鼠模型腹膜內,并將小鼠放在音源上,播放50 赫茲、60分貝的聲音15 分鐘。結果顯示,聲音成功誘導了小鼠體內胰島素水平升高,減輕了餐后血糖飆升,恢復了正常血糖。
通過一首歌曲來實現藥物釋放,這確實是一個不小的突破。然而除此之外,研究人員還介紹了該研究的其他優勢:首先,該設計細胞控制胰島素的效果與健康人在天然葡萄糖誘導下的胰島素反應相當,更貼合生理狀態。其次,只有當特定的音樂在細胞植入的皮膚上方播放至少15 分鐘時,才會觸發胰島素的釋放。這意味著即使患者聽到音樂或者周圍有低頻音的干擾,也不會意外觸發藥物的釋放,從而確保了治療的安全性和可控性。
雖然該研究目前距離臨床應用還有一段路要走,但這一創新無疑為未來的醫療治療提供了有趣的前景。