科学家靶向人类胃细胞进行糖尿病治疗

根据威尔康奈尔医学院研究人员的一项临床前研究，来自人类胃的干细胞可以转化为分泌胰岛素的细胞，以响应血糖水平的升高，为治疗糖尿病提供了一种有希望的方法。

在这项发表在《自然细胞生物学》(Nature Cell Biology)上的研究中，研究人员表明，他们可以从人类胃组织获得的干细胞中取出，并直接将它们重新编程 - 以惊人的高效率 - 进入与胰腺胰岛素分泌细胞非常相似的细胞，称为β细胞。这些细胞的小群移植逆转了糖尿病小鼠模型中的疾病体征。

“这是一项概念验证研究，为我们开发基于患者自身细胞的1型糖尿病和严重2型糖尿病的治疗方法奠定了坚实的基础，”该研究资深作者Joe Zhou博士说，他是再生医学教授，也是威尔康奈尔医学院哈特曼治疗器官再生研究所的成员。

胰岛素是一种调节血糖水平的激素——没有它，血糖就会变得过高，导致糖尿病及其许多并发症。估计有1万美国人患有6型糖尿病，这是由破坏胰腺β细胞的自身免疫攻击引起的。

由于严重的2型糖尿病，至少有数百万其他美国人缺乏足够的β细胞。目前在这种情况下的治疗方法包括手动和可穿戴泵注射胰岛素，这具有多种缺点，包括疼痛，潜在的低效血糖控制以及必须佩戴笨重的设备。

生物医学研究人员的目标是以更自然的方式取代β细胞功能，移植像β细胞一样工作的人类细胞：自动感知血糖水平并根据需要分泌胰岛素。理想情况下，这种移植将使用患者自身的细胞，以避免移植排斥的问题。

周博士已经朝着这个目标努力了15年多。在作为博士后研究员的早期实验中，他发现普通胰腺细胞可以通过强制激活三种转录因子(或控制基因表达的蛋白质)转化为产生胰岛素的β样细胞，从而导致随后激活正常β细胞发育所需的基因。

在2016年的一项研究中，他和他的团队再次在小鼠身上表明，胃中的某些干细胞，称为胃干细胞，对这种三因素激活方法也高度敏感。

“胃制造自己的激素分泌细胞，胃细胞和胰腺细胞在胚胎发育阶段相邻，所以从这个意义上说，胃干细胞可以如此容易地转化为β样胰岛素分泌细胞并不完全令人惊讶，”周博士说。

使用人胃干细胞重现这些结果的尝试，可以在称为内窥镜检查的门诊手术中相对容易地从患者身上移除，但由于各种技术障碍而放缓。然而，在由第一作者，威尔康奈尔医学院分子生物学讲师黄晓峰博士领导的新研究中，研究人员终于取得了成功。

在将人类胃干细胞转化为β样细胞后，研究小组将这些细胞培养成称为类器官的小簇，发现这些器官样组织片段迅速对葡萄糖敏感，对胰岛素分泌物做出反应。

当移植到糖尿病小鼠体内时，β样类器官的功能在很大程度上与真正的胰腺β细胞一样，分泌胰岛素以响应血糖升高，从而保持血糖水平稳定。只要研究人员监测它们，移植也一直有效 - 六个月 - 表明良好的耐用性。

周博士说，他和他的实验室仍然需要以各种方式优化他们的方法，然后才能考虑将其用于临床。必要的改进包括增加用于移植到人类的β细胞生产规模的方法，以及对β样细胞的修饰，使它们不那么容易受到最初消灭1型糖尿病患者β细胞的免疫攻击。

最终，研究人员希望开发一种技术，能够相对容易地从患者身上收获胃干细胞，然后在几周后移植调节血糖水平的胰岛素分泌类器官，而无需进一步的药物治疗。