許多人希望擺脫的身體部分 - 他們的愛的手柄 - 可以將其轉變為挽救生命的移植:研究人員將脂肪細胞從一個人的腰圍重編程為能夠產生至關重要的激素胰島素的胰腺細胞。
專家說,如果進一步的測試表明細胞可以安全地植入一個人的身體,並且一旦到達那裡,就可以有效地產生胰島素,有一天可以將它們用於治療患有1型或2型糖尿病的人。
在培養皿中,研究人員哄騙了這些重編程的稱為β細胞的重編程的胰腺細胞,以產生大量的激素胰島素,這有助於將身體食品變成肌肉和器官(例如大腦)的燃料。
瑞士科學技術大學Eth Zurich的生物工程師Martin Fussenegger說:“我們非常有信心,我們是最接近天然beta細胞。” [生活科學內部:從前的干細胞這是給出的
血糖調節
通常,當食物分解時,血液中的葡萄糖水平(或糖)升高,以應有的響應胰腺產生胰島素並將其釋放到血液中。然後,胰島素與整個體內細胞上的受體結合,從本質上解鎖它們,並允許身體細胞從血液中吸收葡萄糖並將其用於能量。
但是有1型糖尿病,免疫系統將胰腺中產生胰島素的β細胞誤認為是外國入侵者,並且通常在生命的早期,它會系統地摧毀它們。患有1型糖尿病的人需要終身注射胰島素才能生存。
在那些2型糖尿病,胰腺繼續產生胰島素,但是人體細胞上的胰島素受體也會畸形,也不再結合胰島素,這意味著細胞發展胰島素抵抗並且不能有效服用糖。直到一點點,胰腺可以通過啟動更多胰島素來抵消胰島素抵抗來彌補這一點。但是在某個時候,胰腺根本無法滿足人體的胰島素需求,人們會患上2型糖尿病。
幾十年來,研究人員試圖通過植入死亡的人植入胰腺細胞來尋找治療1型糖尿病患者的方法。但是,移植的胰腺細胞短缺,接受這些移植的人必須服用強大的免疫系統抑製藥物,以防止人體拒絕異物。
幹細胞重編程
為了解決這一障礙,一些研究人員專注於尋找方法來重新編程自己的細胞成為胰腺β細胞。例如,今年早些時候研究人員在產生胰島素的β細胞中轉動皮膚細胞。
這一研究中的第一步是從患者那里奪取細胞並將其轉移到它們上,因此它們是乾細胞,這意味著它們可以變成許多不同的細胞類型。然後,研究人員必須通過稱為分化的過程說服細胞成為胰腺β細胞。 [幹細胞克隆的工作原理:信息圖這是給出的
Fussenegger告訴Live Science,在先前的工作中,研究人員“將各種化學物質及其因素扔給它們,以使它們與眾不同,這是一種反複試驗。”
產生的細胞的作用類似於但不完全像正常的人類胰腺β細胞。例如,細胞沒有產生像正常細胞對升高的胰島素一樣多的胰島素血糖水平,Fussenegger說。
更精確的複製品
為了產生更好的Beta細胞複製品,Fussenegger和他的同事們仔細研究了化學信號的緊密編排和下降,這些化學信號在正常的胚胎髮育過程中導致幹細胞成為成熟的β細胞。然後,團隊創建了一個基因計劃,以在適當的時間生成這些化學信號,並將該程序插入病毒。
接下來,他們從一名50歲婦女那裡收集脂肪,並將脂肪細胞轉化為乾細胞。然後,他們插入了遺傳程序,並哄騙細胞成為β細胞。 Fussenegger說,一旦細胞成熟,就可以通過普通細胞過程逐漸去除病毒DNA,因此細胞中沒有留下額外的遺傳物質。
研究人員在星期一(4月11日)報導日記自然通訊。
Fussenegger說:“這些Beta細胞的葡萄糖反應性(這是β細胞的標誌)實際上與用於移植的人類胰島細胞相同。”
通往治癒的漫長道路
下一步將是找到合適的動物模型,以查看細胞在動物中是否同樣工作。
對於有1型糖尿病,這些細胞需要封裝在防護罩中,例如凝膠,因此免疫系統不會破壞它們。 Fussenegger說,對於2型糖尿病患者,可以按原樣植入細胞,從而增加胰島素的產生並消除其疾病的主要症狀。
這項新技術是“星際飛船”的“星際飛船”類型的東西:設計師基因,設計師細胞,合成開關,”哈佛大學的醫生和分子內分泌學家Joel Habener博士未參與這項研究。 “我認為這很巧妙。 ”
Habener說,研究人員所做的細胞在響應葡萄糖或糖濃度的胰島素中做出了令人印象深刻的工作,就像正常的β細胞一樣。
但是,Habener補充說,但是仍需要在小鼠等動物中測試細胞,以確保它們安全。 Fussenegger說,然後可以在五到10年內對人類患者進行測試。
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