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科學(xué)家在一個(gè)盤(pán)子里創(chuàng)造出生產(chǎn)胰島素的β細(xì)胞

2019-10-24 10:24:57 ? 來(lái)源：

在實(shí)驗(yàn)室中生成功能性胰腺β(β)細(xì)胞一直是糖尿病研究人員面臨的挑戰(zhàn)。當(dāng)人類(lèi)干細(xì)胞在培養(yǎng)皿中發(fā)育成β細(xì)胞時(shí)，它們只能達(dá)到前體階段，無(wú)法完全成熟。現(xiàn)在，一個(gè)國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種核受體蛋白，可以在體外激活成熟過(guò)程。

為了在實(shí)驗(yàn)室中創(chuàng)建不同的細(xì)胞類(lèi)型，必須在確定的道路上誘使干細(xì)胞-胎兒細(xì)胞正常行進(jìn)成為神經(jīng)元，皮膚細(xì)胞，肌肉細(xì)胞或任何其他多種細(xì)胞類(lèi)型的分支路徑。

但是干細(xì)胞和完全生長(zhǎng)的細(xì)胞類(lèi)型之間有許多發(fā)育點(diǎn)，對(duì)于胰島β細(xì)胞，從歷史上講，干細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)室中生長(zhǎng)初期就停滯了。

為了確定胎兒和成人β細(xì)胞之間的差異并確定可能觸發(fā)該過(guò)程的下一步，薩爾克生物研究所的Ronald Evans博士及其來(lái)自美國(guó)，澳大利亞和韓國(guó)的同事分析了人類(lèi)細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組。

他們發(fā)現(xiàn)，成核的受體蛋白，即雌激素相關(guān)受體γ(ERRγ)，在成年β細(xì)胞中大量存在。

“在肌肉中，ERRγ誘導(dǎo)線(xiàn)粒體生長(zhǎng)更大，并促進(jìn)糖和脂質(zhì)的氧化利用以產(chǎn)生能量，”本周發(fā)表在《細(xì)胞代謝》雜志上的論文的高級(jí)作者埃文斯博士解釋說(shuō)。

“看到β細(xì)胞產(chǎn)生高水平的這種調(diào)節(jié)劑，這真是令人驚訝，但是β細(xì)胞必須迅速釋放大量胰島素以控制糖水平。這是一個(gè)非常耗能的過(guò)程。”

當(dāng)科學(xué)家們飼養(yǎng)缺少ERRγ的小鼠時(shí)，這些動(dòng)物的β細(xì)胞無(wú)法響應(yīng)血糖峰值而產(chǎn)生胰島素。

他們說(shuō)：“缺乏β細(xì)胞特異性ERRγ表達(dá)的小鼠對(duì)葡萄糖不耐，不能響應(yīng)葡萄糖的刺激而分泌胰島素。”

但是，當(dāng)他們指示實(shí)驗(yàn)室中生長(zhǎng)的人類(lèi)β樣細(xì)胞產(chǎn)生更多的ERRγ時(shí)，這些細(xì)胞開(kāi)始對(duì)葡萄糖產(chǎn)生反應(yīng)并釋放胰島素。

為了進(jìn)一步測(cè)試培養(yǎng)皿成熟的細(xì)胞，研究小組將它們移植到了糖尿病小鼠中。

從移植的第一天起，細(xì)胞就響應(yīng)小鼠血液中的葡萄糖峰值而產(chǎn)生胰島素，從而減輕了模型化的糖尿病。

埃文斯博士說(shuō)：“看到這一點(diǎn)，我們感到非常興奮。” “僅打開(kāi)ERRγ開(kāi)關(guān)就足以在體外成熟β樣細(xì)胞，并具有在體內(nèi)拯救糖尿病的能力。”

該小組現(xiàn)在正計(jì)劃在更復(fù)雜的糖尿病治療模型中探索這一過(guò)程。

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