华人学者Nature子刊发布细胞重编程重要成果

　　

生物通报道  来自哈佛干细胞研究所(HSCI)以及麻省理工学院（MIT）的研究人员证实，可在活体动物中将成体细胞重编程为其他的细胞类型，并且这些诱导生成的细胞可以在长时间内维持功能。

由哈佛大学干细胞和再生生物学系副教授周桥（Qiao Zhou，音译）及合作者们领导的这项研究，是在开发组织修复的细胞疗法，尤其是在开发糖尿病的改进疗法研究工作中取得的一项重要的进展。

研究人员采用一组基因将糖尿病成体小鼠中的胰腺外分泌细胞（pancreatic exocrine cells）转变为了生成胰岛素的β细胞，其似乎治愈了大约三分之一罹患这种代谢疾病的小鼠，改善了其他大多数小鼠的胰岛素生成（延伸阅读：Nature子刊：重编程腺泡细胞助力糖尿病治疗 ）。

他们的研究报告发表在11月17日的《自然生物技术》（Nature Biotechnology）杂志上。

这些研究结果是哈佛干细胞研究所联合主任Doug Melton和周桥在研究工作中取得的一个重大进展。2008年，Melton和周桥曾报告称在小鼠中将外分泌细胞转换为了功能性的β细胞。但在那时，研究人员并不清楚这些改变用途的细胞能够发挥功能的时间及程度。

周桥说：“重编程的效率一直是一个问题。直到现在，新细胞要么数量显著地减少要么就是完全不复存在。”他指出自2008年他与Melton合作以来，一直有一些发表于其他编程系统的研究报告，质疑重编程细胞是否足够稳定及最终具有用途。

周桥说：“我们证实了确实如此，这些重编程细胞是有用的，并且为此你必须要构建出这些细胞能够生存的微环境。我们改善了重编程的效率，使得一个细胞能够生成数量大到一定程度的新细胞，新细胞构建了它们自身的微环境。”

周桥说，研究人员在长达13个月的时间内（小鼠正常寿命的近一半时间）展开了研究，发现“这些细胞仍然存在，相当地强健。这些动物均患有糖尿病。我不使用‘治愈’一词，是因为这对于我来说是一个非常具有意味的词汇，但它们变成了高胰岛素动物——尽管并非每一只动物都变为正常。这有可能是因为完全地控制了动物的葡萄糖水平，你不仅需要β细胞，你还需要25万功能性的β细胞。如果你达不到这个数，即便β细胞是完全正常的，它们也不可能完全地控制血糖水平。

在谈及这项研究对于细胞重编程领域的影响时，周桥说，胰腺具有特别简单的细胞组织和结构，因此胰腺中的这些研究结果可能不一定适用于其他的器官。

糖尿病是一种代谢性疾病，可见于两种基本形式。

1型糖尿病是一种自身免疫性疾病，累及约300万美国人。在1型糖尿病中患者的免疫系统最终会破坏胰腺中所有生成胰岛素的β细胞，患者必须注射胰岛素来调节血糖水平。

2型糖尿病现在在美国和世界各地流行，通常是由于超重、缺乏适当的锻炼以及不恰当的饮食所引起，其会导致患者胰岛素抵抗，因此机体生成的胰岛素不足以控制血糖水平。

如果新研究提出的这种治疗方法能够在人类中取得成功，它将有可能用于治疗两种形式的糖尿病。

当前的这种新方法有一个缺点，就是细胞重编程是利用一些基因来完成，有可能最终会对细胞造成有害的影响。周桥说，他们的目标是用化学物质或有可能是RNAs来替换这些基因。

周桥说：“我已与许多的临床医生谈论过我们的方法能否用于人类，大家的意见不一。一些人认为可以将其开发为一种人类治疗方法，另一些人则认为还应该进一步完善。但看起来大家还是普遍认为其有可能是有用的。”

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Long-term persistence and development of induced pancreatic beta cells generated by lineage conversion of acinar cells

Direct lineage conversion is a promising approach to generate therapeutically important cell types for disease modeling and tissue repair. However, the survival and function of lineage-reprogrammed cells in vivo over the long term has not been examined. Here, using an improved method for in vivo conversion of adult mouse pancreatic acinar cells toward beta cells, we show that induced beta cells persist for up to 13 months (the length of the experiment), form pancreatic islet–like structures and support normoglycemia in diabetic mice. Detailed molecular analyses of induced beta cells over 7 months reveal that global DNA methylation changes occur within 10 d, whereas the transcriptional network evolves over 2 months to resemble that of endogenous beta cells and remains stable thereafter. Progressive gain of beta-cell function occurs over 7 months, as measured by glucose-regulated insulin release and suppression of hyperglycemia. These studies demonstrate that lineage-reprogrammed cells persist for >1 year and undergo epigenetic, transcriptional, anatomical and functional development toward a beta-cell phenotype.