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    • 人体多能干细胞转为胰腺β细胞技术,在动物实验里治好了白鼠的糖尿病

      如果最近在小鼠身上看到的实验结果能在人类身上成功复制,一种能够将人类干细胞转化为胰岛素生产细胞的技术可能为糖尿病治疗带来巨大希望。

      在2020年的一项研究中,研究人员发现了一种哄骗人类多能干细胞(hPSCs)成为制造胰岛素的胰腺β细胞的新方法。当这些产生胰岛素的细胞被移植到被诱导为患有急性糖尿病的小鼠体内时,它们的病情被迅速治愈了。

      去年2月,华盛顿大学的生物医学工程师杰弗里`R米尔曼解释说:”这些小鼠患有非常严重的糖尿病,每分升血液中的血糖读数超过500毫克–这对人来可能是致命的。当我们给小鼠提供分泌胰岛素的细胞时,在两周内,它们的血糖水平已经恢复正常,并在许多个月内保持这种状态。”

      多能干细胞基本上是空白的、未分化的细胞,具有成长为其他种类细胞的能力,在整个身体中都存在。在糖尿病患者方面,利用这种潜力,意味着研究人员可以设计出调整干细胞的方法,使其成为糖尿病患者缺乏的胰岛素分泌细胞,帮助他们控制高血糖并保持健康。

      多年来,科学家们一直在研究如何做到这一点。随着我们对干细胞操纵过程的了解加深,我们在动物模型中取得了渐进的成功。

      米尔曼的实验室也一直很忙。2016年,他们设计了一种方法来生产分泌胰岛素的细胞–来自1型糖尿病患者–能对葡萄糖产生反应。几年后,他们学会了如何提高干细胞衍生的胰腺β细胞的胰岛素分泌水平。

      在最近的工作中,他们解决了另一个挑战:减少这些过程中产生的 “非目标” 细胞的数量。

      米尔曼说:”当你试图将人类干细胞转化为产生胰岛素的β细胞–或神经元或心脏细胞时,一个常见的问题是,你也会产生你不想要的其他细胞。在β细胞的情况下,我们可能会得到其他类型的胰腺细胞或肝细胞。”

      研究人员解释说,这些 “非目标”细胞并无害处,但它们在控制血糖等方面也没有功能,这限制了干细胞治疗的补救作用。

      然而,这项最新技术看起来可以使细胞分化保持在目标上。

      在2020年的研究中,该团队发现驱动干细胞成为胰腺细胞的转录因子与细胞的细胞骨架状态有关,细胞骨架是细胞内的支撑结构,由各种蛋白质纤维的微丝组成。

      这些蛋白质之一被称为肌动蛋白,它在细胞功能中发挥着重要作用,而且,事实证明,细胞分化也是如此。

      “我们发现,操纵细胞-生物材料的相互作用和肌动蛋白细胞骨架的状态改变了内分泌转录因子的表达时间和胰腺祖细胞分化为干细胞衍生的β细胞的能力。”作者在他们的论文中解释说。

      换句话说,我们可以通过控制肌动蛋白细胞骨架,更有效地确保胰岛素生成细胞的产生,如果该团队的小鼠模型有任何意义,那么这种能力预示着干细胞治疗的未来。

      “我们能够制造出更多的β细胞,而且这些细胞在小鼠体内的功能更好,其中一些小鼠在一年多的时间里一直处于治愈状态;没有得到细胞移植的对照动物最终死亡,它们诱发糖尿病的严重程度就是如此。”

      这还不是全部。研究人员说,同样的细胞骨架操作也显示出更好地控制其他种类细胞分化的潜力,包括肝脏、食道、胃和肠道细胞。如果是这样,该技术可能会加强干细胞对其他类型的病症的治疗,而不仅仅是糖尿病。

      当然,我们不能操之过急,因为到目前为止,该方法只在动物身上进行了测试;正如研究人员所强调的,我们离能够用这种实验性的治疗方法来治愈人类还有一段距离。

      尽管如此,这些结果肯定是有希望的,并可能为我们能够做到这一点的未来指明方向。

      作者总结说:”我们的研究整体上强调了细胞骨架动力学与可溶性生化因子协同工作,以调节内胚层细胞的命运,为改善分化结果开辟了新的机会。

      该研究结果发表在《自然-生物技术》上。

      广东·东莞
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