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行業動態
干細胞“配方”為糖尿病患者帶來曙光
作者: 來源:神宇醫藥 日期:2014-10-20 13:51:41
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Douglas Melton

 
       Douglas Melton與其他患者一樣,在焦急地等待著治療糖尿病的方法。他的兒子在嬰兒時期就患上了糖尿病,女兒在14歲時也確診患有該病。在過去20年中,這位美國哈佛大學干細胞研究所的發育生物學家一直致力于尋找攻克糖尿病的方法。
 
  近日,他和同事報告了邁向該目標的重要一步:將人體干細胞轉變成功能性胰腺β細胞——在Melton的兒子和女兒等Ⅰ型糖尿病患者體內,這類細胞被自身免疫系統攻擊所破壞。該研究小組制造的細胞能通過產生胰島素響應葡萄糖,就跟正常的β細胞一樣。小鼠實驗表明,這些細胞能夠治愈Ⅰ型糖尿病。
 
  “糖尿病研究界已經等待這種突破許多年。”英國帝國理工學院β細胞遺傳學家Jorge Ferrer說。這種實驗室制備的細胞將成為研究糖尿病的有力工具,并且Melton希望它最終能夠被用于治療糖尿病患者。
 
  胰腺能控制人體的血糖水平,并通過分泌胰島素響應葡萄糖的增加。對于Ⅰ型糖尿病患者而言,出于未知原因,身體的免疫系統會錯誤地殺死β細胞,于是體內不再有胰島素。患者就需要注射一定劑量的胰島素控制病情。但是要達到健康胰島分泌的精確胰島素的劑量非常困難,因此數十年來研究人員希望找到方法取代這些丟失的細胞。
 
  1998年,科學家分離出人體胚胎干(ES)細胞,前景開始明朗。ES細胞是多能性的,這意味著它們在理論上能衍化成任何種類的細胞類型,其中包括β細胞。確實,研究人員嘗試的第一件事就是利用ES細胞制備β細胞。之后,他們嘗試了所謂的誘導多能干(iPS)細胞——通過將成體細胞改編為胚胎樣細胞。無論如何,“這被證明是一個非常復雜的任務。”美國田納西州范德堡大學胰腺發育學家Mark Magnuson說。
 
  許多研究小組都將干細胞轉化成β細胞前體,當被置于實驗動物體內后,這些細胞便會成熟。但是,它們需要6周時間才能變成完善的功能性β細胞,并且它們很難在體外被加以研究。
 
  近日,Melton及其同事在《細胞》雜志上報告了一個復雜的方法,能將人體ES細胞或iPS細胞直接轉化成功能性β細胞。這一突破建立在Melton實驗室10多年艱苦攻關的基礎上。他和同事煞費苦心地對指導胰腺發育的各種信號進行了研究,并將自己和同行的發現用于開發新方法。“沒有奇跡。如果不是應用了這么多的發育生物學理論,就不會有發現。”Melton說。
 
  Melton補充道,該方法“是可復制的,但也是乏味的”。干細胞被加入到燒瓶中,并且需要5種不同的生長介質和11個分子要素,進而按照精確的組合添加,35天后就會變成β細胞。Melton提到,好的一方面是,該技術能在一只500毫升的燒瓶里制造2億個β細胞——理論上足以治愈一位患者。Melton說,該方法似乎同樣適用于ES細胞和iPS細胞系。
 
  在這些細胞能被用于治療Ⅰ型糖尿病之前,研究人員需要找出方法保護它們免受免疫排斥。觸發該疾病的相同自身免疫應答也可能攻擊衍生自患者自身iPS細胞的新β細胞,而且正常的免疫反應將破壞ES細胞衍生的β細胞——它們似乎像外來者。(通過移植身故器官捐贈者的β細胞治療Ⅰ型糖尿病的努力也面臨挑戰。)Melton和同事正在探索在生理上封裝干細胞衍生的β細胞的方法以及如何修正β細胞以確保它們避開免疫攻擊。
 
  同時,這些細胞將幫助研究Ⅰ型和Ⅱ型糖尿病。在Ⅱ型糖尿病中,β細胞依然存在,但無法滿足身體的胰島素需求。Ferrer提到,該技術“可能為創建用于研究糖尿病基因基礎的模型系統提供方法,或有助于發現新療法加強β細胞的存在”。例如,使用取自Ⅰ型、Ⅱ型糖尿病患者和健康對照組體內的iPS細胞系,Melton的實驗室制備了β細胞用于尋找其中的不同。他們還對能阻止甚至逆轉糖尿病對β細胞損傷的化學品進行了篩查。
 
  Melton表示,他的兒子和女兒——如今23歲和27歲——對這些新進步十分欣喜,但并不驚訝。甚至反轉了父子的角色——他們溫柔地叮囑他“準備解決免疫排斥問題 ”。(張章)
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