新的細(xì)胞在動(dòng)物模型中防止糖尿病發(fā)病。
加利福尼亞大學(xué)Gladstone研究所科學(xué)家已成功將人體皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)化為功能齊全的胰腺細(xì)胞。新的細(xì)胞可以感受葡萄糖水平的變化，產(chǎn)生胰島素，并且在移植到小鼠體內(nèi)后保護(hù)小鼠免受糖尿病。
這項(xiàng)研究發(fā)表于Nature Communications，也是細(xì)胞重新編程技術(shù)的一大進(jìn)步，這將使科學(xué)家能夠有效地?cái)U(kuò)展胰腺細(xì)胞的生產(chǎn)，制造數(shù)萬億的目標(biāo)細(xì)胞，因此是一個(gè)顯著的進(jìn)步。這一成就為疾病建模和藥物篩選打開了大門，為糖尿病患者帶來了個(gè)性化的細(xì)胞治療。
UCSF糖尿病中心Matthias Hebrok博士認(rèn)為這項(xiàng)研究結(jié)果*次證明成人皮膚細(xì)胞可以用來有效地快速生成具有功能的胰腺細(xì)胞。 這一發(fā)現(xiàn)開辟了患者特異性胰島β細(xì)胞特性分析和優(yōu)化細(xì)胞治療方法的機(jī)會(huì)。
在這項(xiàng)研究中，科學(xué)家首先用藥物將皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)化為內(nèi)胚層祖細(xì)胞，內(nèi)胚層祖細(xì)胞是發(fā)育早期的細(xì)胞，具有可以轉(zhuǎn)變成多個(gè)不同類型的器官的分子和遺傳特征。用這種方法，細(xì)胞不需要經(jīng)歷多能干細(xì)胞狀態(tài)，這意味著科學(xué)家可以更快地轉(zhuǎn)化為胰腺細(xì)胞。研究人員已經(jīng)使用了類似的方法創(chuàng)建心臟、腦、肝細(xì)胞。
添加了四種分子后，內(nèi)胚層祖細(xì)胞分裂迅速，達(dá)到了一百萬倍的增殖規(guī)模。嚴(yán)格的檢測沒有發(fā)現(xiàn)這些細(xì)胞存在任何腫瘤形成的證據(jù)，沒有細(xì)胞異質(zhì)性，只分化到早期器官特異性細(xì)胞程度。
然后科學(xué)家們分兩步處理這些內(nèi)胚層細(xì)胞，首先分化成胰腺前體細(xì)胞，然后變成全功能的胰島β細(xì)胞。zui重要的是，這些細(xì)胞在動(dòng)物模型中保護(hù)小鼠免受糖尿病的發(fā)展，響應(yīng)葡萄糖水平的變化，能夠產(chǎn)生胰島素。
專家評論
*作者Gladstone心血管疾病研究所博士后研究員Saiyong Zhu博士認(rèn)為這項(xiàng)研究*次說明使用細(xì)胞直接重編程方法成功的產(chǎn)生胰島β細(xì)胞。 zui后一步是zui*的，也是zui難的，是可以重新編程的細(xì)胞在培養(yǎng)皿中轉(zhuǎn)化為功能性胰島細(xì)胞的zui后一步。
Roddenberry干細(xì)胞中心Sheng博士認(rèn)為這種新的細(xì)胞重新編程和擴(kuò)展模式比以前的方法具有更好的可持續(xù)性和可擴(kuò)展性。使用這種方法可以大規(guī)模增加細(xì)胞生產(chǎn)，同時(shí)在多個(gè)步驟保持質(zhì)量控制。這一發(fā)展確保在新的細(xì)胞制造過程中更大的調(diào)節(jié)空間。現(xiàn)在我們可以產(chǎn)生幾乎無限數(shù)量的與特定患者相匹配的胰島β細(xì)胞。
研究簡要介紹
背景：胰島β細(xì)胞是生物醫(yī)學(xué)研究和再生醫(yī)學(xué)的一大興趣熱點(diǎn)。
目的：展示人類成纖維細(xì)胞向內(nèi)皮細(xì)胞分化轉(zhuǎn)換過程。
方法：采用非一體化游離的重編程因子結(jié)合特異性生長因子和化學(xué)化合物。zui初的細(xì)胞株轉(zhuǎn)化為明確的內(nèi)胚層祖細(xì)胞（CDE細(xì)胞），被為后前腸樣祖細(xì)胞（CPF細(xì)胞）。CPF細(xì)胞和衍生細(xì)胞，胰腺內(nèi)胚層祖細(xì)胞（CPE細(xì)胞），可以大規(guī)模增殖。篩選化合物，體外促進(jìn)CPE細(xì)胞向功能性胰島β樣細(xì)胞（CPB細(xì)胞）分化成熟。
結(jié)果：移植cPB細(xì)胞到小鼠體內(nèi)，cPB細(xì)胞表現(xiàn)出葡萄糖刺激的胰島素分泌，也表現(xiàn)出了體內(nèi)對化學(xué)誘導(dǎo)的糖尿病小鼠的保護(hù)作用。
結(jié)論：成纖維細(xì)胞可轉(zhuǎn)化為人胰島β細(xì)胞。研究有助于未來進(jìn)一步開放產(chǎn)生大規(guī)模功能性β細(xì)胞，可能有助于糖尿病患者恢復(fù)正常。