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在实验室中生长的功能性胰岛素产生细胞

加州大学旧金山分校的研究人员首次将人类干细胞转化为成熟的产生胰岛素的细胞,这是开发用于治愈1型(T1)糖尿病的努力的一项重大突破。

长期以来,替换这些在T1型糖尿病患者中丢失的细胞一直是再生医学的梦想,但直到现在,科学家们仍无法弄清楚如何在实验室培养皿中产生像在健康成年人中一样起作用的细胞。

“我们现在可以生成看起来和作用与您和我体内的胰岛β细胞非常相似的胰岛素生产细胞。这是朝着我们创建可移植到糖尿病患者体内的细胞这一目标迈出的关键一步,”加州大学旧金山分校糖尿病研究的Hurlbut-Johnson杰出教授,加州大学旧金山分校糖尿病中心主任Matthias Hebrok博士说。Hebrok是这项新研究的高级作者,该研究于2019年2月1日发表在《自然细胞生物学》上。

北京赛车pk10开奖T1糖尿病是一种自身免疫性疾病,通常会在儿童时期破坏胰腺的胰岛素生成β细胞。没有胰岛素调节血液中葡萄糖水平的能力,血糖峰值会导致严重的器官损害甚至死亡。可以通过在用餐时定时注射胰岛素来控制这种状况,但是1型糖尿病患者仍然经常会遭受严重的健康后果,例如肾衰竭,心脏病和中风。

面临危及生命的疾病并发症的患者可能有资格从已故的供者那里进行胰脏移植,但这种情况很少见,等待时间很长:在美国大约150万患有1型糖尿病的人中,仅约在任何给定的年份中,有1000例接受了胰腺移植。该过程也有风险:接受者必须终生服用免疫抑制药物,而且许多移植由于某种原因而失败。目前仅在胰腺“胰岛”(包含健康β细胞的细胞簇)的移植中进行临床试验,但仍依赖已故供体的胰腺。

这就是为什么Hebrok和其他糖尿病研究人员长期以来希望在实验室中使用干细胞来培养健康的β细胞,这些细胞可以被移植到患者中,而无需等待胰腺或胰岛的移植。但是多年来,科学家一直无法弄清楚如何将干细胞编程为完全成熟的β细胞。

“我们和其他人生产的细胞处于未成熟阶段,无法对血糖做出充分反应,无法正确分泌胰岛素。”这一直是该领域的主要瓶颈,” Hebrok说。

在这项新研究中,由博士后研究员Gopika Nair博士领导的Hebrok及其同事意识到,使实验室生长的β细胞完全成熟的关键在于β细胞发育的一个被忽视的方面–细胞分离的物理过程从其余的胰腺中分离出来,形成所谓的朗格汉斯胰岛。

Nair说:“生物学的一个关键原则是形式遵循功能,因此我们认为胰岛的形成可能是β细胞正常成熟的重要过程。”

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