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小鼠研究:干细胞治愈1型糖尿病有望成真
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临床试验 临床科研  作者:国际糖尿病网 来源:国际糖尿病 2020/3/16 11:43:00    加入收藏
内容概要:
 
一项新的研究使用一种创新技术,更有效地将人类干细胞转化为产生胰岛素的β细胞。这种β细胞“迅速”治愈了小鼠的1型糖尿病,且效果持续了9个月。
 
1型糖尿病时,自身免疫反应的缺陷导致免疫系统攻击和破坏胰腺内产生胰岛素的β细胞。既往研究已指出,人类多能干细胞(hPSCs)是治疗1型糖尿病的一种潜在途径[1]。从治疗角度来看,PSCs对研究人员来说是一种有吸引力的选择,因为它们可以在实验室培养并分化成多种细胞类型。
研究人员曾使用hPSCs制造β细胞。然而,它们并不能有效地治疗1型糖尿病。华盛顿大学医学院医学和生物医学工程助理教授Jeffrey R. Millman博士牵头的一项新研究则成功克服了之前的障碍[2]。他说,当人们试图将人类干细胞转化成β细胞或者神经元或心脏细胞时,一个常见问题是还会产生其他不想要的细胞。
 
以β细胞为例,我们可能会得到其他类型的胰腺细胞或肝细胞。虽然植入这些不必要的或偏离目标的细胞不会造成任何伤害,但制造更多这样的细胞会减少治疗上有用的细胞数量。获得偏离目标的细胞越多,拥有与治疗相关的细胞就越少。比如,你需要大约10亿个细胞来治疗一例糖尿病患者,但如果制造的细胞中有1/4实际上是肝细胞或其他胰腺细胞,那么就需要12.5亿个细胞而不是10亿个细胞,这使得治愈这种疾病难度增加了25%。然而,这项新研究使用的一种创新技术绕过了这个问题,研究结果发表在Nature Biotechnology杂志上。
 
一种尖端的干细胞技术
 
这项新技术针对的是hPSC的细胞骨架或内部“支架”,以引导它们分化成胰腺细胞。细胞骨架是一种结构,帮助细胞保持形状,并提供机械支持,让细胞移动、分裂和增殖。针对这种结构,研究人员可以制造更少的无关细胞和更好的β细胞,帮助控制血糖。
 
Millman解释了这种方法的创新之处,他说这是一种完全不同的方法,以前人们会识别各种蛋白质和因子,然后将其散布在细胞上,看看会发生什么。随着我们对信号有了更好的理解,这个过程已经变得不那么随机。
 
干细胞“迅速治愈”严重糖尿病
 
Millman及其团队将从hPSC中分化出来的β细胞移植到1型糖尿病小鼠体内。这种移植“迅速逆转了小鼠严重的糖尿病”。逆转发生速度与人类胰岛相似,正常血糖控制至少维持了9个月。
 
Millman表示,他们能够制造出更多的β细胞,这些细胞在小鼠体内的功能更好,其中一些小鼠治愈长达1年多。这些小鼠有非常严重的糖尿病,血糖高于500 mg/dl,这种程度对人类来说可能是致命的。当他们给小鼠移植β细胞后,小鼠2周内恢复正常血糖水平并持续数月。
 
然而,研究者也解释,在这项研究能够帮助人类之前,还有几步需要完成。首先,研究人员必须在体型更大的动物实验中测试这些细胞,然后找到一种使新技术自动化的方法,从而为数以百万计的1型糖尿病患者制造所需的数十亿细胞。
 
参考文献:
 
1. Tomei AA, et al. Development of an encapsulated stem cell-based therapy for diabetes. Expert Opin Biol Ther. 2015; 15(9): 1321-1336.
 
2. Hogrebe NJ, et al. Targeting the cytoskeleton to direct pancreatic differentiation of human pluripotent stem cells. Nat Biotechnol. 2020; 10.1038/s41587-020-0430-6. doi:10.1038/s41587-020-0430-6


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