干細胞治療糖尿病的新希望
致力于開發(fā)更有效的糖尿病治療方法的科學家正在轉(zhuǎn)向干細胞。這些細胞可以轉(zhuǎn)化為產(chǎn)生胰島素的細胞,胰島素是控制血糖的激素。
但是存在一個重大挑戰(zhàn):由這些細胞產(chǎn)生的胰島素量很難控制。
現(xiàn)在,通過調(diào)整將人類干細胞誘導成胰島素分泌β細胞的方法,華盛頓大學圣路易斯醫(yī)學院的一組研究人員表明,由此產(chǎn)生的細胞對血液中波動的葡萄糖水平更敏感。
當他們將β細胞移植到無法制造胰島素的小鼠體內(nèi)時,新細胞在幾天內(nèi)開始分泌胰島素,并且他們繼續(xù)控制動物的血糖數(shù)月。
這項新研究于1月17日發(fā)表在“ 干細胞報告 ”雜志上。
“我們已經(jīng)能夠克服這些細胞先前開發(fā)過程中的一個主要弱點。當它們遇到葡萄糖時,新的胰島素生成細胞反應更快更適當,”首席研究員Jeffrey R. Millman博士說,他是一名助手。醫(yī)學和生物醫(yī)學工程教授。“在沒有患糖尿病的人群中,細胞表現(xiàn)得更像β細胞。”
研究人員現(xiàn)在認為,可能是時候評估相同的干細胞方法是否可以產(chǎn)生胰島素并有效控制人體血糖。
米爾曼是哈佛大學研究團隊的一員,2014年,他將皮膚細胞轉(zhuǎn)化為干細胞,并在2016年對糖尿病患者的皮膚細胞做了同樣的事情。每次,干細胞然后用各種生長因子處理以誘導它們進入分泌胰島素的β細胞。然而,β細胞并沒有像研究人員所希望的那樣有效。
“以前,我們制造的β細胞可以分泌胰島素以響應葡萄糖,但它們更像是消防栓,要么制造大量胰島素,要么根本不制造胰島素,”他說。“新細胞更敏感,分泌的胰島素更能與葡萄糖水平相對應。”
對于這項研究,Millman的實驗室仍然從人類干細胞中培養(yǎng)β細胞,但他們對產(chǎn)生產(chǎn)生胰島素的β細胞的“配方”進行了大量改變,在生長和發(fā)育的不同時間用不同因子處理細胞以幫助細胞成熟并更有效地發(fā)揮作用。
在這個過程完成后,研究人員將β細胞移植到免疫系統(tǒng)受到抑制的糖尿病小鼠身上,這樣他們就不會拒絕人體細胞。那些移植的細胞產(chǎn)生的胰島素水平可以有效地控制小鼠的血糖,在功能上治愈他們的糖尿病幾個月,對于研究中的大多數(shù)小鼠來說,這大約是他們生命的長度。
作為實驗室研究人員而不是臨床醫(yī)生,Millman說他無法準確預測這些細胞何時可以用于人體試驗但是相信至少有兩種方法可以在人類患者身上測試干細胞來源的β細胞。
“第一種方法是將細胞封裝在像凝膠這樣的東西中 - 毛孔小到足以阻止免疫細胞進入,但大到足以讓胰島素排出,”他說。“另一個想法是使用基因編輯工具改變β細胞的基因,使其能夠在植入后”隱藏“免疫系統(tǒng)。”
米爾曼說,如果干細胞衍生的β細胞被證明對糖尿病患者安全有效,他的快速制造細胞的方法可以提升到工業(yè)規(guī)模。僅在他的實驗室,他的團隊就能在短短幾周內(nèi)培育和開發(fā)超過10億個β細胞。
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