浙大团队发明人胰岛细胞及胰岛类器官新技术,并且具有生理功能

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“至今还记得第一只糖尿病小鼠(细胞移植后)血糖恢复至正常水平的那天 , 现在依然能感受到当时的激动 。 回顾开展体内实验的那两三年 , 可以用‘山重水复疑无路 , 柳暗花明又一村’来形容 。 论文发表后 , 一些糖尿病患者及其家属来信鼓励我们 , 这应该就是我们无数次失败后依然坚持的原因 , 以及在面对困难的日子里继续努力的动力 。 未来会进一步优化该系统 , 全力推进其临床转化 , 希望尽早造福庞大的糖尿病患者群体 。 ”浙江大学生命科学研究院祝赛勇研究员表示 。
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图|祝赛勇(来源:祝赛勇)
近日 , 他和团队研发出一种干细胞分化人胰岛细胞及胰岛类器官新技术 , 相关论文以《人可扩增胰岛前体细胞衍生的β细胞改善糖尿病》(Humanexpandablepancreaticprogenitor–derivedβcellsamelioratediabetes)为题 , 发表在ScienceAdvances上[1] 。
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浙大团队发明人胰岛细胞及胰岛类器官新技术,并且具有生理功能】图|相关论文(来源:ScienceAdvances)
胰腺分化系统此前曾面临“三座大山”
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胰岛移植是糖尿病治疗中一个非常有前景的疗法 , 目前人胰岛的供体来源主要是遗体捐赠 , 供体非常短缺且存在免疫排斥 , 这极大限制着细胞疗法在临床中的推广和普及 。 由于人多能干细胞具备较强的自我增殖和分化潜能 , 因此在细胞治疗中展现出巨大的应用前景 。
人多能干细胞向胰腺分化这一研究领域 , 虽然“年轻”但却发展迅速 。 2001年 , 科学家首次报道人多能干细胞可以自发随机分化获得类胰岛β细胞 , 但是这种干细胞的随机分化过程并不可控 , 而且效率非常低 。 不过 , 这一研究也提示科学家们可以利用干细胞来定向获得胰岛β细胞 。
到2006年 , 科学家凯文·阿穆尔(KevinA.D'Amour)等人首次报道了一个“五步分化法”:通过诱导人多能干细胞分化获得产生胰岛素的内分泌细胞 。 此后 , 该领域进入快速发展时代 , 研究者们通过不断优化分化方法 , 来提高获得胰岛β细胞的效率及其生理功能 。
尤其是在2014-2015年 , 哈佛大学教授道格拉斯A.梅尔顿(DouglasA.Melton)、哥伦比亚大学教授蒂莫西·基弗(TimothyKieffer)和加州大学教授马蒂亚斯·赫布罗克(MatthiasHebrok)等团队 , 也公布了胰岛β细胞诱导方法 , 这对胰腺分化领域起到了巨大推动作用 。 最近几年 , 胰腺分化领域也有许多不错的研究进展 。
但是 , 即便有这些前期研究 , 胰腺分化系统仍然非常具有挑战性 , 主要体现在操作难度大、分化时间长、体系稳定性相对较低等三方面 。 这给药物开发和科学研究 , 都带来很大挑战和困难 。
有意思的是 , 在干细胞向胰岛β细胞的分化过程中 , 会经历一个胰岛前体细胞阶段(Pancreaticprogenitor,PP) , 这一阶段的细胞具备自我更新和增殖能力 。 如果能将分化获得的人胰岛前体细胞在体外培养扩增 , 形成一个细胞系 , 就可以简化分化过程、降低分化难度 , 进而缩短分化时间 , 最终让胰腺分化过程更加可控和稳定 。
之前 , 并没有一个能够既稳定、又能长期培养干细胞来源的人胰岛前体细胞的体系 。 基于此 , 祝赛勇和团队开展了上述研究 。
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(来源:ScienceAdvances)