胃来源的干细胞诱导成胰岛素分泌细胞

胰岛素是一种调节血糖水平的激素，如果没有它，血糖就会过高，导致糖尿病及其许多并发症。1型糖尿病由破坏胰腺β细胞的自身免疫性攻击引起的，严重的2型糖尿病，也造成缺乏足够的β细胞。目前这种情况下的治疗方法包括手动和可穿戴的胰岛素泵注射，但有多种缺点，包括疼痛、潜在的低效血糖控制等。因此以一种更自然的方式取代β细胞的功能，移植与β细胞一样工作的人体细胞：自动感知血糖水平并根据需要分泌胰岛素是治疗胰岛素缺乏的目标。理想情况下，这种移植将使用患者自己的细胞，以避免移植排斥的问题。近日，一篇发表在国际杂志Nature Cell Biology（ 2023; 25 (5): 778 DOI: 10.1038/s41556-023-01130-y），上题为“Stomach-derived human insulin-secreting organoids restore glucose homeostasis.”的研究报告中，来自美国威尔康奈尔医学院和哈特曼治疗器官再生研究所等机构的科学家们发现人类胃中的干细胞可以转化为分泌胰岛素的细胞，以应对血糖水平的升高，为治疗糖尿病提供了一种很有前途的方法。

研究描述了一种将培养的人胃干细胞分化为含有胰岛样类器官的胃胰岛素分泌（GINS）细胞的方案，该细胞在分子特征和功能上类似于β细胞。诱导因子NGN3和PDX1-MAFA的相继激活导致人类胃干细胞走上独特的分化途径，包括SOX4High内分泌和GalaninHigh GINS前体，然后采用β细胞身份，效率接近70%。10例GINS类器官获得葡萄糖刺激的胰岛素分泌天，并恢复了超过100天的葡萄糖稳态，在糖尿病小鼠移植后的几天内，为一种有前景的治疗糖尿病的方法提供了概念证明。

该研究的领导者周博士在早期实验中，发现普通胰腺细胞可以通过激活三种转录因子（或控制基因表达的蛋白质）而转化为产生胰岛素的β样细胞，从而激活正常β细胞发育所需的基因。他和他的团队在小鼠身上实验发现胃中的某些干细胞，即胃干细胞，也对这种三因子激活方法高度敏感。胃会产生自己的激素分泌细胞，胃细胞和胰腺细胞在胚胎发育阶段是相邻的，所以从这个意义上说，胃干细胞能够如此容易地转化为β样胰岛素分泌细胞并不完全令人惊讶。

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生长成称为类器官的小簇，并发现这些类器官组织很快对葡萄糖敏感，并对胰岛素分泌产生反应。当移植到糖尿病小鼠体内时，β样器官的功能基本上与真正的胰腺β细胞一样，分泌胰岛素以应对血糖升高，从而保持血糖水平稳定。在研究人员对移植进行监测的六个月内，移植也一直有效，这表明移植具有良好的耐用性。实验室仍需要通过各种方式优化他们的方法，才能考虑将其用于临床。必要的改进包括增加移植到人类的β细胞生产规模的方法，以及对β样细胞进行修饰，使其不易受到最初消灭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采集胃干细胞，然后在几周后移植分泌胰岛素的类器官，无需进一步药物治疗即可调节血糖水平。

该研究，为开发基于患者自身细胞的1型糖尿病和严重2型糖尿病干细胞治疗方法奠定了坚实的基础。

参考资料：

1. Scientists target human stomach cells for diabetes therapy | ScienceDailyhttps://www.sciencedaily.com/releases/2023/05/230525141422.htm

2 Xiaofeng Huang, Wei Gu, Jiaoyue Zhang, Ying Lan, Jonathan L. Colarusso, Sanlan Li, Christoph Pertl, Jiaqi Lu, Hyunkee Kim, Jian Zhu, David T. Breault, Jean Sévigny, Qiao Zhou.
Stomach-derived human insulin-secreting organoids restore glucose homeostasis. Nature Cell Biology, 2023; 25 (5): 778 DOI:10.1038/s41556-023-01130-y

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关键词：

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