利用干細胞制造出能產生胰島素的細胞，治療1型糖尿病

　　1型糖尿病是由于胰腺不能產生足夠的胰島素來控制血液中的葡萄糖水平而出現的一種疾病，目前尚無治愈方法，對大多數患者來說都很難控制。索爾克研究所(Salk Institute)的科學家們正在開發一種很有前途的治療方法:用干細胞制造出能產生胰島素的細胞(稱為β細胞)，取代無功能的胰腺細胞。

　　在2021年6月7日發表在《Nature Communications》雜志上的一項研究中，研究人員報告稱，他們已經開發出一種制造β細胞的新方法，這種方法比以前的方法效率更高。此外，當這些β細胞在1型糖尿病小鼠模型中進行測試時，動物的血糖在大約兩周內得到控制。

　　“干細胞是一種極有前途的方法，可以用于開發許多細胞療法，包括更好的1型糖尿病治療，”索爾克教授Juan Carlos Izpisua Belmonte說，他是這篇論文的資深作者。“這種生產大量安全和功能良好的細胞的方法是向前邁出的重要一步。”

　　在目前的工作中，研究人員從人類多能干細胞(hPSCs)開始。這些細胞可以從成人組織(最常見的是皮膚)中提取，有潛力成為成人體內的任何一種細胞。研究人員使用各種生長因子和化學物質，模擬胰腺的發育過程，逐步誘導hPSCs進入β細胞。

　　在實驗室中從人多能干細胞中提取細胞并不是什么新鮮事，但過去這些珍貴細胞的產量一直很低。用現有的方法，只有大約10%到40%的細胞會變成β細胞。相比之下，用人乳頭狀細胞培養神經細胞的技術的產量約為80%。另一個問題是，如果未分化的細胞留在混合中，它們最終可能變成另一種不需要的細胞。

　　“為了使基于細胞的治療最終成為患者的可行選擇，重要的是讓這些細胞更容易制造，”共同第一作者Haisong Liu說，他曾是貝Belmonte實驗室的一名成員。“我們需要找到一種方法來優化這一過程。”

　　為了解決這個問題，研究人員采取了一種分階段的方法來制造β細胞。他們發現了幾種對誘導人多能干細胞成為更特化的細胞很重要的化學物質。他們最終確定了幾種混合的化學物質，使細胞的產量達到80%。

　　他們還觀察了這些細胞在實驗室中生長的方式。“正常情況下，細胞是在平板上生長的，但我們允許它們在三維空間中生長，”Belmonte實驗室博士后、共同第一作者Ronghui Li說。以這種方式培養細胞可以在細胞之間創造更多的共享表面積，并讓它們相互影響，就像它們在人類發育過程中所做的那樣。

　　這些細胞生成后，被移植到1型糖尿病小鼠模型中。模型小鼠的免疫系統經過修飾，不會排斥移植的人類細胞。“我們發現，在兩周內，這些小鼠的高血糖水平下降到正常范圍，移植的hPSCs來源的β細胞具有生物學功能。”

　　研究人員將在實驗室繼續研究這項技術，以進一步優化β細胞的生產。在開始人體臨床試驗之前，還需要進行更多的研究來評估安全性問題。研究人員說，這篇論文中報道的方法也可能有助于開發特殊細胞來治療其他疾病。

　　其他作者還包括北京大學的Zheying Min等。