1型糖尿病是一种自身免疫性疾病，通常发生在20岁之前。它会消除身体产生胰岛素的能力，胰岛素是一种对生命至关重要的激素。诊断通常发生在症状出现后，即疾病持续时。然而，如果有一种方法可以检测高危患者的早期疾病迹象，它可能会延迟他们的发病。
在科学免疫学发表的一项新研究中，斯克里普斯研究中心的科学家发现了1型糖尿病的最早可能的生物标志物，以前被称为青少年糖尿病。如果他们的老鼠研究可以在他们试图做的人类身上复制，那么对于正在发展这种疾病的患者来说，治疗干预的时间可以大大缩短。
“这项研究的转化方面对我来说是最令人兴奋的事情，”负责这项研究的斯克里普斯研究所免疫学和微生物学教授、医学博士吕克泰顿(Luc Teyton)说。“通过使用单细胞技术研究疾病的糖尿病前期阶段，我们已经能够将特异性抗胰岛素T细胞与1型糖尿病的自身免疫反应机械地联系起来。这证实了我们需要进入人体研究。”
大约有125万美国儿童和成人患有1型糖尿病，而且发病率还在增加。原因还不完全清楚。对于患有这种疾病的人，免疫系统会攻击只能产生胰岛素的胰岛细胞。没有胰岛素，他们的身体无法将糖从血液转移到细胞，细胞需要葡萄糖来获得能量。因此，1型糖尿病患者需要密切监测血糖水平，每天注射胰岛素才能生存。
自从25年前对1型糖尿病进行里程碑式的遗传学研究以来，科学界已经知道，1型糖尿病患者的某些类型的免疫存在明显的遗传特征。调节称为HLA(人类白细胞抗原的简称)的分子。HLA蛋白位于细胞表面，它告诉免疫系统它是否有攻击。虽然这种信号通常有助于破坏危险的细胞，但当分子发送错误的信息时，它可能会危及生命。
在1型糖尿病的情况下，突变的HLA蛋白与细胞产生的胰岛素片段结合，这促进了免疫系统的破坏。
虽然人类白细胞抗原基因突变与1型糖尿病之间的关系已经确定，但科学界无法区分免疫系统T细胞被这种有问题的分子吸引的模式。
这是Teyton团队通过五年的实验开始回答的问题。他们的工作包括在疾病早期评估非肥胖糖尿病小鼠的血液样本，并使用尖端的结构和计算生物学技术来理解细胞是如何导致疾病的。
Teyton说，他们从未对这些类型的细胞进行过单细胞分析，以发现新的信息。该团队与斯克里普斯研究公司的综合结构和计算生物学部门合作，对单个T细胞的DNA进行测序，以获得细胞功能和遗传变异的高分辨率视图。总之，这项研究产生了超过4TB的数据。
他们的主要发现之一是他们称之为“P9开关”的结构机制，它允许CD4 T细胞识别突变的HLA蛋白并攻击细胞。他们还发现危险的抗胰岛素T细胞总是存在于胰岛中，胰岛是胰腺中细胞所在的一种小组织结构。此前，抗胰岛素T细胞的来源不明，有人怀疑可能在胰腺淋巴结产生。
值得注意的是，P9开关引发了小鼠早期的抗胰岛素反应，然后很快就消失了。如果这种现象传播给人类，配备P9开关的免疫细胞只能在疾病的早期检测到。因此，显示这些细胞存在的血液测试可以提供疾病的最早可能迹象，并可以进行干预。
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