对人体细胞重新编程以产生胰岛素


  • 原文:
  • 作者:Matthew Warren 译者:Great Whale
  • 日期:2019-02-19 创建:大鲸 访问:97
  • 标签:细胞编程 胰岛素 糖尿病

胰腺中一种单一胰岛素生成细胞的破坏可导致糖尿病——但一项研究表明,其他细胞可以被改造以取代它,并有助于控制血糖水平。

研究结果使人们对“重新编程”的胰岛素生成细胞可以用来治疗糖尿病抱有希望,但到目前为止,这种方法只在老鼠研究中用人类细胞进行了试验。

在2月13日发表在《自然》杂志上的一项研究中,研究人员报告了通过哄骗正常情况下不产生胰岛素(胰岛素是一种调节血液中葡萄糖含量的激素)的人体胰腺细胞,可使其改变身份并开始产生这种激素。

当植入小鼠体内时,这些重新编程的细胞减轻了糖尿病的症状,提高了这种方法有朝一日可能被用作人类治疗的可能性。 

“我认为这具有巨大的潜力,”英国林肯大学的生物学家特伦斯·赫伯特(Terence Herbert)说。但他说,现在还处于早期阶段,在这项技术可以用于临床之前还需要克服几个障碍。 
 


系统崩溃 


 

当进食后血糖水平升高时,胰腺中称为β细胞的细胞通常通过释放胰岛素来应对,而胰岛素反过来刺激细胞开始吸收糖分。在糖尿病患者中,这个系统会崩溃,导致高血糖水平,从而损害身体并导致疾病。 

在1型糖尿病中,免疫系统攻击并破坏β细胞;在2型糖尿病中,β细胞不能产生足够的激素,或者身体对胰岛素产生抗性。 

科学家此前曾在小鼠研究中发现,如果β细胞被破坏,另一种称为α细胞的胰腺细胞会变得更像β-细胞并开始制造胰岛素。这些α-细胞通常产生胰高血糖素,与β细胞一起存在于被称为胰岛的分泌激素的细胞丛中。以前的研究表明,两种控制基因表达的蛋白质似乎在诱导α-细胞在小鼠体内产生胰岛素中起着重要作用:Pdx1和MafA。 



人为因素 

 


因此,瑞士日内瓦大学的佩德罗·赫雷拉(Pedro Herrera)及其同事想知道在人类的α细胞中产生更多的这些蛋白质是否会产生类似的效果。 

他们首先从人类胰腺中取出胰岛细胞,并分离出各种细胞类型。然后,他们将编码Pdx1和MafA蛋白的DNA导入α-细胞,然后再将它们聚集在一起。 

在培养一周后,几乎40%的人α-细胞产生了胰岛素,而没有重新编程的对照细胞则没有。重新编程的细胞还显示出与β细胞相关的其他基因的表达增加了。“它们具有混合性格,”赫雷拉说。 

然后,研究小组将大量细胞植入糖尿病小鼠体内,这些小鼠的β细胞被破坏,并发现血糖水平降至正常水平。而移除细胞移植物后,小鼠的血糖会重新上升。 



切换身份 

 


赫雷拉说,如果可以使α细胞或其他类型的胰岛细胞以这种方式开始在糖尿病患者中产生胰岛素,那么他们的生活质量可能会大大提高。赫雷拉说,我们的梦想是找到一种可以改变α细胞特性的药物。 

但他承认,任何一种治疗方法仍然遥不可及。首先,当α-细胞变得更像β细胞时,他的团队需要弄清楚分子水平上正在发生的事情。 

其他研究小组也在努力在胰腺中创造新的胰岛素生成细胞:一些人试图从干细胞中产生β细胞。但在1型糖尿病中,免疫系统攻击β细胞,这对此类策略构成挑战。 

赫雷拉和他的团队提出了一些证据,证明他们的混合细胞不容易受到这种攻击,赫雷拉指出,他们的方法可能是一种比干细胞方法更可行的产生β细胞的方法。

但赫雷拉补充说,在作者对其方法的有效性得出强有力的结论之前,他们需要用1型糖尿病中存在的可能攻击这些细胞的其他抗体测试混合细胞。



胰腺可塑性 

 


伦敦帝国理工学院的胰岛生物学家切博拉(Inês Cebola)对此很感兴趣,胰腺细胞可以在实际上没有变成合适的β细胞的情况下被说服产生胰岛素。“这很惊人。” 

巴塞罗那基因组监管中心的胰岛生物学家迭戈·巴尔博亚·阿隆索(Diego Balboa Alonso)对此表示赞同。他说,最新的研究表明,人体胰腺的激素系统比以前认为的更具可塑性。“我认为这是一个展示这个想法的漂亮研究。”

 

 

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