科學家利用老鼠本身的細胞成功的治療了糖尿病!

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照片說明:搭配免疫螢光染色法(immunofluorescent staining),一部分的胃迷你器官被設計來製造胰島素分泌(insulin-secreting)細胞。這張圖片顯示許多的胰島素製造細胞(紅色)出現在胃迷你器官,胃的幹細胞和前驅(progenitor)細胞(綠色)被發現在胃腺的基部,細胞核標示為藍色。Credit:Chaiyaboot Ariyachet

研究人員花了數十年嘗試要取代名為β(beta)細胞的胰島素製造胰腺細胞,在糖尿病不見的東西。現在一組研究人員在2016年2月18日細胞幹細胞期刊(Cell Stem Cell)的報告,發現在胃底部有很大的潛力被重新設計成β細胞狀態。研究人員從老鼠身上採樣,並讓它們在迷你器官內成長。當移植回老鼠時,製造出胰島素。迷你器官幹細胞也繼續補充胰島素生產細胞的數量,帶給組織一個可持續發展的再生增長。

哈佛大學幹細胞與再生生物學系(Department of Stem Cell and Regenerative Biology)資深作者Qiao Zhou說:"為了找到最肯順從的體組織來改編成製造胰島素,研究人員從基因角度設計老鼠,來表現(express)出三種能夠轉變其他細胞類型到β細胞的基因。我們看遍了老鼠,從鼻子到尾巴。我們很驚訝地發現,一些在胃幽門地區的細胞是最肯順從地轉變成β細胞;這個組織看起來是最佳的原料。"

幽門連接胃到小腸。當重新設計時,在這裡的細胞對高葡萄糖濃度的反應最熱烈,製造出胰島素來使老鼠血糖正常化。為了測試細胞的效能,研究人員破壞老鼠的胰臟β細胞,強迫它們的身體只能仰賴被改造的胃細胞。控制動物,組織沒有被重新設計,在八周內死亡;但實驗老鼠重新設計的組織,維持胰島素以及血液中的血糖濃度和老鼠受檢的時間一樣久,長達六個月。

胃幽門還有另一項優點,幹細胞會自然地定期修補腸組織。當胃幽門細胞表現出移轉基因,並且第一組重新設計的細胞被試驗性地摧毀,胃幽門幹細胞會恢復胰島素細胞的數量。

Zhou說:"當老鼠長大變為成鼠,我們啟動這三個基因。但就臨床醫學前途而言,你不能做人類基因轉移。" 因此,研究人員採取老鼠的胃組織,在實驗室裡設計使其表現出β細胞改造因子,誘發細胞長到能製造胰島素和以幹細胞做自體修補的一個小球大的迷你胃。研究小組然後將這些迷你器官放到老鼠腹腔內膜上。

當研究小組破壞胰臟細胞來看迷你器官是否能夠補償,他們發現二十二隻老鼠中的五隻,血糖水準處於正常,是小組所期待的成功率。Zhou說:”當你把這個放在一起,你基本上正在要求所收集的幹細胞在母體上自我組織長成器官。限制因素完全在於移植的組織是否能夠成功地在正確的層面上重新組織。”

胃幽門細胞製造胰島素的潛力,好像來自於它對胰臟β細胞的自然相似處。研究人員發現,很多β細胞功能的關鍵基因,也正常地在幽門的賀爾蒙製造細胞表現出來。Zhou說:“這個方法真正最大的潛力在於創造特定病患的治療。從人的身上取的組織切片,細胞在體外成長並被重新設計成β細胞,然後移植它們。這是我們正在做的,我們非常興奮。”

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來源: Eurekalert

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