实验室生长的功能性胰岛素产生的细胞
美国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生产胰岛素的细胞，这是治疗1型糖尿病的重大突破。
取代这些细胞，这丢失了T1患者糖尿病再生医学一直以来的梦想，但直到现在，科学家们还没能弄清楚如何在实验室培养皿中制造出能像在体内一样工作的细胞健康的成年人。
“我们现在可以产生胰岛素的细胞，看起来和行动胰腺β细胞你和我的身体。这是朝着创造可以移植到糖尿病患者体内的细胞的目标迈出的关键一步，”UCSF hurlbutjohnson糖尿病研究杰出教授兼UCSF糖尿病中心主任Matthias Hebrok博士说。Hebrok是这项新研究的高级作者，该研究发表于2019年2月1日自然细胞生物学。
糖尿病是一种自身免疫性疾病，它破坏了胰岛素的生成β细胞特别是在儿童时期。如果没有胰岛素调节血液中葡萄糖水平的能力，血糖飙升会导致严重的器官损伤，最终导致死亡。这种情况可以通过在吃饭时定期注射胰岛素来控制，但1型糖尿病患者仍然经常经历严重的健康后果，如肾衰竭、心脏病和中风。
面临威胁危及生命并发症的患者可能有资格获得a胰腺移植来自死者，但这些是罕见的，等待时间很长：在美国患有1型糖尿病的约150万人中，在任何一年中只有约1000次获得胰腺移植。该程序也存在风险：受者必须服用免疫抑制生命的药物，而且许多移植物的最终失败是一个原因。仅仅胰腺“胰岛” - 含有健康β细胞的细胞的移植 - 目前正在临床试验中，但仍然依赖于死者供体的胰腺。
这就是为什么Hebrok和其他糖尿病研究人员一直希望使用干细胞在实验室中培养健康的β细胞，这些细胞可以移植到患者体内，而不需要等待胰腺或胰岛移植。但多年来，科学家们一直无法弄清楚如何将干细胞编程成完全成熟的细胞。
“我们和其他人生产的细胞都处于不成熟阶段，无法对血糖做出充分反应，也无法正常分泌胰岛素。这一直是该油田的主要瓶颈。
在新的研究中，Hebrok及其同事，由博口Nair，Ph.D领导，意识到将实验室生长的β细胞完全成熟的关键在于Beta细胞发展的忽略方面 -物理过程通过该细胞与胰腺的其余部分分开并形成朗格汉兰的所谓胰岛。
Nair说:“生物学的一个关键原则是，形式遵循功能，所以我们推断，胰岛的形成可能是beta细胞正常成熟的一个重要过程。”
当研究人员通过人工分离部分分化的胰干细胞并将它们重新改造成胰岛样簇时，研究人员在实验室盘中复制了该过程时，细胞的发育突然向前跃起来。β细胞不仅开始响应血糖，更像成熟的胰岛素的细胞，而且整个胰岛“邻域” - 包括较少良好的α和δ细胞 - 也似乎以从未见过的方式发展实验室环境。
然后，研究人员将这些实验室生长的“胰岛”移植到健康的小鼠中，发现它们在几天内具有功能性 - 产生胰岛素的胰岛素，与动物自己的胰岛相似。
与生物工程师，遗传学家和UCSF的其他同事合作，Hebrok的团队已经努力将再生治疗从梦想转移到现实，例如通过使用CRISPR基因编辑来使这些细胞可移植到患者中而不需要免疫抑制药物，或通过筛选可通过保护和扩展其剩余的β患者恢复T1糖尿病患者恢复适当胰岛功能的药物细胞重新启动胰岛素生产。
“目前的治疗方法喜欢胰岛素注射只能治疗疾病的症状，”奈尔说。“我们的工作为最终找到治疗方法指明了几个令人兴奋的途径。”
Hebrok补充道:“我们终于能够在一些之前对我们关闭的不同领域取得进展。”“可能性似乎无穷无尽。”
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