01 研究背景

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。随着人类社会的进步及生活形式和饮食结构的改变，糖尿病病人数量急剧上升，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。然而这些方案的治疗收益仍旧有限，并不能阻止并发症及病情的进展。同时，频繁的胰岛素注射也给糖尿病患者带来了巨大的困扰。近年来，研究人员为了能使糖尿病患者摆脱频繁的胰岛素注射，一直在致力于寻找新的替代方法以提升患者体内的胰岛素水平。

值得关注的是，巴塞尔生物系统科学与工程系的Martin Fussenegger教授团队旨在追求将产生胰岛素的设计细胞封装在可以植入体内的胶囊中，并通过外界刺激因素（电、声波等）调控体内工程细胞对于胰岛素的释放。其中，该团队于今年9月在《柳叶刀》子刊 The Lancet Diabetes & Endocrinology 上公布了一项新颖的针对糖尿病治疗的研究，报道指出可通过音乐来刺激细胞释放胰岛素，并且全球知名摇滚乐《We Will Rock You》表现出不俗的效果。是不是很有趣？那就和小编一起来看看吧！

中文标题：用音乐调节细胞胰岛素释放，实现糖尿病实时控制

影响因子：44.5

单位：苏黎世联邦理工学院

DOI：10.1016/S2213-8587（23）00153-5

02 研究内容

1.接收音乐的细胞设计

 研究指出声波（机械振动）可激活毛细胞中的机械敏感离子通道，导致膜去极化和神经递质释放，从而影响人类情绪。类似的通道可见于细菌的机械敏感性离子通道，包括大电导机械敏感性离子通道(mechanosensitive channel of large conductance，MscL)和小电导机械敏感性离子通道(mechanosensitive channel of small conductance，MscS)。其中改良的大肠杆菌MscL被证明在哺乳动物细胞中表达，并通过张力控制加载和触发诱导释放“模型货物”。Martin Fussenegger研究团队为了使产生胰岛素的工程细胞对声波有反应，使用了一种来自大肠杆菌的蛋白质，该蛋白对机械刺激反应灵敏，其位于细菌的细胞膜上并调节钙离子进入细胞内部。随后，他们将蛋白植入人类胰岛素细胞，使细胞具备了离子通道，

并在外界声音的刺激下允许带正电的钙离子流入细胞。这便会引起细胞膜的电荷逆转，进而迫使细胞内充满胰岛素的小泡与细胞膜融合，并向外界释放胰岛素。

2.评估不同音量水平对胰岛素释放的影响

接着，研究人员为鉴定多少分贝的音量可促使触发的胰岛素释放量达到最高，他们在逐步提高音量水平的条件下检测了胰岛素的含量，并音乐介导的胰岛素释放在50-100赫兹时最大。进一步分析发现，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三秒，并间隔最多五秒。如果间隔太长，释放的胰岛素量会明显减少。

3.不同音乐风格对胰岛素释放的影响

随后，研究人员研究了在85分贝音量下引起最强胰岛素反应的音乐类型，这是听音乐时的平均声音水平，比一场典型的现场音乐会更安静（105-110 分贝）。

结果发现，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。

之后，该团队进一步分析了音乐触发的胰岛素释放的动态。结果显示歌曲《We Will Rock You》在5 min内触发了大约70%的胰岛素反应，并且反应在15min内完成。

4.独特的胰岛素释放方式

最后，研究人员将设计细胞植入野生型或1型糖尿病C57BL/6J小鼠腹腔内，并通过外界音乐《We Will Rock You》刺激以检测胰岛素水平。有趣的是，他们发现只有将小鼠腹部贴合在扬声器上才能检测到胰岛素反应。

接着，研究人员向小鼠腹腔注射葡萄糖，并暴露于音乐环境中。结果显示在《We Will Rock You》的刺激下，小鼠体内的血糖水平得到显著控制。同时，沉浸在音乐中的小鼠血液胰岛素水平在几分钟内上升，达到野生型水平，并在90 min内达到峰值。

03 总结

该研究表明可利用音乐开关来调控胰岛素的释放，揭示了可通过声波刺激来控制基因网络的重大潜力。这不仅为糖尿病的治疗提供了新的概念和策略，还对未来治疗其他疾病贡献重要思路。

好了，今天的内容就到这里了，咱们下期再见！网易云启动。