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Cell子刊发表干细胞突破性成果

来源/作者:alax   发表时间:2016-04-13 10:41:33  
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  在实验室中生成完全功能的β细胞是糖尿病研究者面临的一大挑战。人类干细胞在体外只能发展到不成熟的前体阶段,无法对葡萄糖做出有效反应生产胰岛素。Cell Metabolism杂志四月十二日发表的研究显示,有一种蛋白可以刺激β细胞成熟,克服糖尿病研究一直以来的主要障碍。

 

在实验室中生成完全功能的β细胞是糖尿病研究者面临的一大挑战。人类干细胞在体外只能发展到不成熟的前体阶段,无法对葡萄糖做出有效反应生产胰岛素。Cell Metabolism杂志四月十二日发表的研究显示,有一种蛋白可以刺激β细胞成熟,克服糖尿病研究一直以来的主要障碍。

“打开这个开关,我们就能在体外生产与天然细胞媲美的功能性人类β细胞,”文章的资深作者,Salk研究所的Ronald Evans说。为了了解胎儿β细胞与成人β细胞之间的差异,Evans及其同事分析了人类细胞的转录组。

研究人员发现,成人β细胞的ERRγ比胎儿β细胞丰富得多。他们此前就研究过这个蛋白,知道它对长跑很有帮助。“ERRγ在肌肉中促进线粒体生长和能量生产。虽然β细胞具有高水平ERRγ让我们有些意外,不过这些细胞必须快速释放大量胰岛素来控制血糖,这也是一个特别消耗能量的过程。”

研究显示,缺乏ERRγ的小鼠无法生产胰岛素来应对血糖高峰。但如果让体外培养的人类β细胞生成更多的ERRγ,“这些细胞就会应答葡萄糖并释放胰岛素,”Evans介绍到。随后,研究人员将这些细胞移植到糖尿病小鼠体内。这些细胞在移植第一天就能应答小鼠的血糖高峰,生产胰岛素缓解这些小鼠的糖尿病症状。研究人员指出,启动ERRγ开关足以让β细胞在体外成熟,使其获得挽救糖尿病的能力。

过去,体外诱导的β细胞总是在胎儿阶段卡壳。胎儿发育的时候从母体接受稳定的葡萄糖水平,不需要生产胰岛素来控制血糖。“我们认为,ERRγ分子是β细胞获得成熟功能的关键,”Evans指出。

2014年10月,哈佛大学的干细胞研究人员向有效的I型糖尿病疗法迈出了一大步。他们以人类胚胎干细胞作为起点,首次大量生成了满足移植和治疗要求的β细胞。这些β细胞可以生产胰岛素,在大多数方面都与功能正常的β细胞相当。这项研究成果发布在《细胞》杂志上。

再生医学的核心目标是,从体外培养的细胞生成可移植的替代性器官。尽管人们进行了多番尝试,但迄今为止还没有获得功能完全的完整器官。现在Edinburgh大学的科学家们做到了这一点,他们将体外培养的细胞移植到小鼠体内,首次生成了完全功能的器官——胸腺。胸腺位于心脏旁边,负责生产对于抵御疾病至关重要的T细胞(免疫细胞)。研究人员希望,这一技术能够用来治疗那些免疫系统有缺陷的患者。

美国威斯康辛大学和华中科技大学同济医院的研究团队开发了一种新方法,从人类多能干细胞生成了高纯度而且可以扩增传代的运动神经元前体细胞。这项研究发表在Nature Communications杂志上,文章的通讯作者是威斯康辛大学的张素春(Su-Chun Zhang)教授和Zhong-Wei Du。张素春教授现受聘为复旦大学“长江学者奖励计划特聘教授”,主要研究方向为干细胞研究领域,曾在国际上首次利用人胚干细胞诱导出神经干细胞与运动神经元。

推荐原文:ERRγ is required for the metabolic maturation of therapeutically functional glucose-responsive β cells

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