科学家成功将人类皮肤细胞重编程为胰岛素分泌细胞

  近日，刊登在国际杂志PLoS ONE上的一篇研究论文中，来自爱荷华大学的研究人员利用人类皮肤细胞开发出了胰岛素分泌细胞，其可以在糖尿病小鼠机体中对葡萄糖产生反应并且调节血糖水平，相关研究或为开发治疗1型糖尿病的特殊细胞移植疗法提供希望。

  研究者Nicholas Zavazava表示，我们对人类皮细胞进行重编程从而产生诱导多能干细胞（iPS），进而诱导iPS使其形成胰岛素分泌细胞，当这些胰岛素分泌细胞移植入糖尿病小鼠机体中时其就可以分泌产生胰岛素，并且降低血糖至正常水平。尽管这些新生的胰岛素分泌细胞并不像胰腺细胞那样可以有效控制机体血糖水平，但研究者认为本文研究为后期开发更加有效的胰岛素分泌细胞奠定了坚实的基础。

  在1型糖尿病中，个体的免疫系统会攻击破坏产生胰岛素的胰腺细胞，尽管当前利用已故他人捐献移植的胰脏可以治疗1型糖尿病，但器官远远供不应求。于是研究人员通过不断摸索，希望开发出新型的可以替代产生胰岛素胰腺细胞的途径来帮助治疗1型糖尿病患者。文章中，研究人员首先利用人类诱导多能干细胞重编程至胰岛素分泌细胞，通过来自病人自身的细胞来制造胰岛素分泌细胞不仅可以大大缓解当前患者的治疗需求，而且病人并不需要服用免疫抑制药物。因此利用诱导多能干细胞而不是胚胎干细胞为起点同样也可以避免某些人担心的道德问题。

  在小鼠实验中，胰岛素分泌细胞被置于围绕在肾脏周围的薄膜层中，在那里这些胰岛素分泌细胞就可以通过自身的血液供给发育成为器官样的结构，随后这种新器官就可以分泌产生胰岛素并且有规律地正确调节糖尿病小鼠机体的血糖水平，另外，在小鼠血糖正常后，血糖水平就会保持稳定。

  最后研究者说道，通过分阶段来开发分泌胰岛素细胞的过程，我们就可以收集并且利用可以发育成为胰腺细胞的细胞来进行研究，这就意味着我们可以去除那些有可能形成肿瘤的不成熟的细胞；本文研究为开发治疗糖尿病的新型疗法提供了新的线索和研究依据。（转化医学网360zhyx.com）

  以上为转化医学网原创翻译整理，如需转载，请联系 info@360zhyx.com

转化医学网推荐的原文摘要：

Human iPS Cell-Derived Insulin Producing Cells Form Vascularized Organoids under the Kidney Capsules of Diabetic Mice
PLoS ONE DOI: 10.1371/journal.pone.0116582
Raikwar SP, Kim E-M, Sivitz WI, Allamargot C, Thedens DR, et al.
Type 1 diabetes (T1D) is caused by autoimmune disease that leads to the destruction of pancreatic β-cells. Transplantation of cadaveric pancreatic organs or pancreatic islets can restore normal physiology. However, there is a chronic shortage of cadaveric organs, limiting the treatment of the majority of patients on the pancreas transplantation waiting list. Here, we hypothesized that human iPS cells can be directly differentiated into insulin producing cells (IPCs) capable of secreting insulin. Using a series of pancreatic growth factors, we successfully generated iPS cells derived IPCs. Furthermore, to investigate the capability of these cells to secrete insulin in vivo, the differentiated cells were transplanted under the kidney capsules of diabetic immunodeficient mice. Serum glucose levels gradually declined to either normal or near normal levels over 150 days, suggesting that the IPCs were secreting insulin. In addition, using MRI, a 3D organoid appeared as a white patch on the transplanted kidneys but not on the control kidneys. These organoids showed neo-vascularization and stained positive for insulin and glucagon. All together, these data show that a pancreatic organ can be created in vivo providing evidence that iPS cells might be a novel option for the treatment of T1D.