最新研究為尋求胰島素製造細胞為1型糖尿病治療開闢了新道路

來自丹麥哥本哈根大學和德國Neuherberg的HelmholtzZentrumMünchen的科學家繪製了確定胰腺中祖細胞命運的信號。

這些未成熟的細胞可以發育成胰島細胞，使胰島素或另一種類型的細胞。

「 自然 」雜誌刊登了一篇關於調查結果的文章

這項研究表明，胰腺祖細胞反彈，它們的直接環境或細胞外基質在決定它們的命運方面發揮著重要作用。

「我們現在已經能夠了，」HelmholtzZentrumMünchen翻譯幹細胞研究所的資深作者兼主任Henrik Semb教授說，「以確定胰腺祖細胞是否會成為內分泌的信號，如胰島素 - 產生β細胞或導管細胞。「

1型糖尿病和胰島細胞

胰島素是一種激素，可以幫助細胞吸收葡萄糖並用它來產生能量。

當身體的血糖水平過高時，糖尿病會發展。這可能是因為沒有足夠的胰島素（1型糖尿病）或因為細胞無法正常使用（2型糖尿病）。

圖 2015年由美國疾病控制和預防中心（CDC）建議，圍繞3030萬的人在美國有糖尿病的一年。

截至2017年，該國約有5％的人口患有1型糖尿病，需要每日進行胰島素治療。

當免疫系統破壞胰腺中產生胰島素的細胞時，就會發生1型糖尿病。

這些細胞存在於稱為朗格漢斯島的群集中，其包含幾種產生激素的細胞。那些製造胰島素的人被稱為β細胞。

最近的研究主要集中在祖細胞上。這些未成熟細胞是幹細胞的 「 早期後代 」 。

像幹細胞一樣，祖細胞可以發育成幾種細胞類型。然而，與幹細胞不同，它們不能無限地繼續分裂和繁殖。此外，祖細胞可以成熟到比幹細胞更有限的細胞類型範圍。

祖細胞在移動中「不斷」

祖細胞很難研究，因為它們不會靜止不動。「他們不斷在發展中的胰腺內移動，導致頻繁的環境變化，」Semb教授指出。

他將細胞與在機器中蹦蹦跳跳的彈球進行比較 - 他們的「最終得分是基於針腳遭遇的總和」。

為了研究每個祖先如何在沒有其他細胞干擾的情況下對其環境做出反應，他和他的同事們從人類幹細胞中研製了祖細胞，並將它們播種到含有基質蛋白質微圖案的載玻片上。

Semb教授說，研究人員對他們發現的東西感到非常驚訝。

他們發現，與細胞外基質中的成分的不同相互作用改變了「祖細胞內的機械力狀態」。

「這些力來自於細胞外的細胞外基質和細胞內的肌動蛋白細胞骨架之間的相互作用，」他補充道。

內分泌或導管細胞？

在進一步實驗的幫助下，研究小組發現，暴露於細胞外基質中的各種蛋白質會以不同的方式引導祖細胞進入其命運。

根據所涉及的力，祖細胞變成導管細胞或激素產生（內分泌）胰島細胞。

「實驗表明，通過減少細胞內的機械力，暴露於細胞外基質層粘連蛋白可指導祖細胞達到內分泌命運，」Semb教授解釋說。

「反之亦然，由於機械力的增加，接觸纖維連接蛋白導致管道命運，」他補充道。

「我們的發現開闢了新天地，因為它解釋了多能祖細胞在器官形成過程中如何成熟為不同的細胞類型。」

該團隊的研究結果應該有助於為從幹細胞產生胰島素細胞的治療方法的發展提供信息。

「我們現在可以取代大量經驗衍生物質，其在當前最先進的分化方案中的作用方式在很大程度上是未知的，小分子抑製劑針對新發現的機械信號通路的特定成分，」Semb教授評論。

他補充說，該研究還提供了一套精密工程工具，可用於開發細胞替代治療，不僅適用於1型糖尿病，還適用於其他嚴重疾病，如神經退行性疾病。

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