告別每日打針！「不一樣」的皮下移植，有望逆轉1型糖尿病

圖片來源：Pixabay

1型糖尿病是一種免疫系統疾病，源自免疫系統攻擊胰腺中的胰島β細胞。後者是分泌胰島素、調控血糖平衡的關鍵細胞。一旦β細胞遭受破壞，患者容易缺乏足夠的激素來控制血糖水平。

科學家們設想，通過移植胰島細胞或可逆轉這一缺陷，但是卻困難重重。近日，《American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism》期刊發表了這一篇題為「In-situ type I oligomeric collagen macroencapsulation promotes islet longevity and function in vitro and in vivo」的文章，揭示了一種微創治療方法，有望逆轉1型糖尿病。

來自普渡大學和印第安納大學的科學家們合作研發了一種混合有胰腺細胞的膠原蛋白配方。在小鼠試驗中，通過移植這一溶液可以在24小時內成功逆轉1型糖尿病，並能夠維持至少90天的正常胰島素水平。

文章一作Clarissa Hernandez Stephens 將膠原蛋白比喻成「特洛伊木馬」（Trojan horse），可以裝載用於移植的胰島細胞。

https://doi.org/10.1152/ajpendo.00073.2018

改變移植的範式

迄今為止，20年的研究和臨床試驗並沒有產生有效的胰島移植療法，因為需要很多的捐贈者，而且目前通過肝門靜脈輸送胰島的方法太過侵入性，以至於人體免疫系統容易排斥很大一部分的外源胰島組織。

在這項新研究中，團隊做了巧妙的改變：首先，利用膠原蛋白溶液包裹胰島；其次，通過皮膚注射而不是肝臟。

「傳統上，我們在動物的肝臟中移植胰島，而不是皮下移植。這很大程度上是因為皮膚欠缺肝臟輸送胰島素的血液環境。而且，皮膚中有很多免疫細胞，所以發生排斥反應的幾率很高。」印第安納大學醫學院糖尿病研究中心主任、兒科教授Raghu Mirmira解釋道。

為了解決這一瓶頸，他們嘗試將胰島與膠原蛋白溶液徹底混合，以便消除肝臟移植的需要。皮下注射後，溶液會凝固。身體會進一步識別膠原蛋白，並為其提供血液從而維持胰島素和葡萄糖的平衡。

微創治療

「新療法屬於微創治療，類似於打針。」 普渡大學生物醫學工程和基礎醫學教授 Sherry Voytik Harbin表示道。

為了驗證可行性，研究團隊選取了雙胞胎小鼠和非雙胞胎小鼠作為模型。結果顯示，如果小鼠供體和受體是雙胞胎，治療後的患病小鼠至少可以堅持90天不需要胰島素注射。如果不是雙胞胎，小鼠同樣可以維持至少40天正常的血糖水平。無論雙胞胎與否，幾乎所有移植的胰島都存活下來了。

最新研究成功將混合有胰腺細胞的膠原溶液注入糖尿病小鼠體內。結果顯示，至少在90天內，小鼠能夠維持正常的血糖水平。（圖片來源：普渡大學）

下一步

研究人員計劃，下一步將在患有糖尿病的狗身上驗證這一療法。在美國，每100隻伴侶動物中就有一隻患有1型糖尿病。同時，約有125萬美國人（包括兒童和成年人）深受這一疾病困擾。

「每天我需要給狗狗注射兩次胰島素，這往往會影響到我的個人生活。不用打針意味著自由。」 Jan Goetz表示道，他養的狗（Lexi）患有糖尿病。

印第安納州居民David Taylor與1型糖尿病抗爭了近50年。「糖尿病是我18歲的生日禮物，自我第一次注射胰島素以來，管理糖尿病成了我另一份『全職工作』。過去50年，糖尿病治療方案有了很大的進步，但是依然離不開胰島素注射等。每隔幾個月注射一次有望讓我恢復到成年後從未擁有過的正常生活。」 David Taylor期待道。

因為狗患糖尿病的情況與人類相似，所以治療方法基本上都是一樣的：每天都需要監測血糖水平，飯後需要注射胰島素。這意味著，狗和人類可能會從同樣的治療中獲益——移植新的胰腺細胞取代有缺陷的胰島組織。

此外，研究人員還計劃在以糖尿病小狗為模型時，將探索移植豬胰島或者胰島素製造幹細胞的可行性。他們希望，這兩種方法都能進一步增加供體的可選擇性。

責編：悠然

參考資料：

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