研究人員利用自殺基因設(shè)計(jì)干細(xì)胞以誘導(dǎo)β細(xì)胞以外的所有細(xì)胞死亡

研究人員一直在推進(jìn)從多能干細(xì)胞(PSC)產(chǎn)生胰島素生成β細(xì)胞的方法，用于臨床治療1型糖尿病(T1D)。然而，將這些未成熟細(xì)胞移植到患者體內(nèi)會(huì)帶來(lái)很大的風(fēng)險(xiǎn)，即腫瘤(畸胎瘤)的發(fā)展和這些干細(xì)胞生長(zhǎng)成不需要的細(xì)胞類型。已知多能干細(xì)胞發(fā)育成身體的所有細(xì)胞和組織。

現(xiàn)在，邁阿密米勒醫(yī)學(xué)院糖尿病研究所(DRI)的科學(xué)家們第一次設(shè)計(jì)了一種含有兩個(gè)“自殺基因”的人類多能干細(xì)胞系，這些基因可誘導(dǎo)除所需胰島素外的所有細(xì)胞死亡 - 產(chǎn)生細(xì)胞。這種雙重故障安全方法在3月5日的干細(xì)胞報(bào)告發(fā)布之前在線發(fā)布，解決了PSC衍生的β細(xì)胞的局限性，并為T1D患者創(chuàng)建安全的細(xì)胞替代療法打開(kāi)了大門。

迫在眉睫的臨床試驗(yàn)保證保障措施

隨著臨床試驗(yàn)已經(jīng)開(kāi)始使用PSC衍生的β細(xì)胞祖細(xì)胞和更新的方法與功能性β樣細(xì)胞即將開(kāi)始，確保患者安全的需要是至關(guān)重要的。研究表明，通過(guò)當(dāng)前的PSC分化(開(kāi)發(fā))方案僅獲得約30-40%的β樣細(xì)胞，在平衡中留下顯著百分比的未定義細(xì)胞。最重要的是，盡管最近的方案改進(jìn)，但非分化細(xì)胞 - 尚未發(fā)育成特定類型的細(xì)胞 - 可能在移植后產(chǎn)生腫瘤。

為了解決這些問(wèn)題，DRI團(tuán)隊(duì)著手設(shè)計(jì)多能干細(xì)胞系，選擇性地破壞致瘤細(xì)胞和不產(chǎn)生胰島素的細(xì)胞，如肝臟，大腦，肌肉細(xì)胞等。該團(tuán)隊(duì)在模擬人類疾病狀況的糖尿病小鼠模型中體外和體內(nèi)測(cè)試了他們的方法。他們的結(jié)果證明了所有不需要的細(xì)胞的去除。

“我們的策略不僅阻止了腫瘤的形成，而且在我們僅在腫瘤完全成長(zhǎng)后才開(kāi)啟自殺基因時(shí)完全消除了它們，”首席研究作者Juan Dominguez-Bendala博士說(shuō)道。邁阿密米勒醫(yī)學(xué)院糖尿病研究所外科副教授，轉(zhuǎn)化研究和細(xì)胞研究。

迄今為止報(bào)道的其他研究方法沒(méi)有提供相同程度的安全性和特異性，因?yàn)槌Ｒ?guī)的基于自殺基因的策略導(dǎo)致整個(gè)移植物(移植)的破壞或者不選擇性地?cái)U(kuò)大所需細(xì)胞的群體。

雖然該團(tuán)隊(duì)專注于產(chǎn)生胰島素生成細(xì)胞，但如果在臨床上取得成功，該策略在糖尿病之外具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

“通過(guò)改變我們的自殺盒式磁帶的一個(gè)模塊，我們可以針對(duì)您選擇的任何組織制定策略。我們的主要興趣是β細(xì)胞，但它也可以根據(jù)神經(jīng)元，心臟或肝細(xì)胞的選擇進(jìn)行定制，例如， “Dominguez-Bendala博士解釋道。

在1型糖尿病中，胰腺產(chǎn)生胰島素的胰島細(xì)胞被免疫系統(tǒng)錯(cuò)誤地破壞，需要患者通過(guò)每日胰島素治療方案來(lái)控制血糖水平。正如DRI科學(xué)家發(fā)表的那樣，胰島移植已經(jīng)恢復(fù)了1型糖尿病患者的天然胰島素產(chǎn)生，但沒(méi)有足夠的細(xì)胞來(lái)治療數(shù)百萬(wàn)可以受益的患者。解決胰島素生成細(xì)胞短缺問(wèn)題將解決阻礙該疾病生物治愈的主要挑戰(zhàn)之一。

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