用胃细胞治疗糖尿病？来自人类胃的干细胞可以转化为分泌胰岛素的细胞

　　

   

   

图片:人胃分泌胰岛素的类器官在分子和功能上与胰岛相似。红色:c肽，胰岛素原的副产物。绿色:胰高血糖素(通常由胰腺的α细胞产生)、生长抑素和胃促生长素(通常由胃细胞产生)。蓝色:DAPI，标记细胞核。

根据威尔康奈尔医学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，以应对血糖水平的上升，这为治疗糖尿病提供了一种有希望的方法。

在4月27日发表在《自然细胞生物学》杂志上的这项研究中，研究人员表明，他们可以从人类胃组织中提取干细胞，并以惊人的高效率直接对其进行重新编程，使其成为与胰腺分泌胰岛素的细胞(即β细胞)非常相似的细胞。在糖尿病小鼠模型中，移植少量这些细胞可以逆转疾病体征。

“这是一项概念验证研究，为我们开发一种基于患者自身细胞的治疗1型糖尿病和严重2型糖尿病的疗法奠定了坚实的基础，”该研究的资深作者、再生医学教授、威尔康奈尔医学院哈特曼治疗器官再生研究所成员Joe Zhou博士说。

胰岛素是一种调节血糖水平的激素，没有它，血糖就会过高，导致糖尿病及其并发症。据估计，有160万美国人患有1型糖尿病，这是由自身免疫攻击破坏胰腺中的β细胞引起的。由于严重的2型糖尿病，至少有数百万美国人缺乏足够的β细胞。目前这种情况下的治疗方法包括手动和可穿戴泵注射胰岛素，这有许多缺点，包括疼痛，潜在的低效率血糖控制，以及需要佩戴笨重的设备。

生物医学研究人员的目标是以一种更自然的方式取代β细胞的功能，通过移植具有β细胞功能的人类细胞:自动感知血糖水平并根据需要分泌胰岛素。理想情况下，这种移植应该使用患者自己的细胞，以避免移植排斥的问题。

Zhou博士已经朝着这个目标努力了超过15年。在作为博士后研究员的早期实验中，他发现普通的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)来转化为产生胰岛素的β样细胞，从而导致正常β细胞发育所需的基因随后被激活。在2016年的一项同样以小鼠为对象的研究中，他和他的团队表明，胃中的某些干细胞(称为胃干细胞)也对这种三因子激活方法高度敏感。

“胃会制造自己的激素分泌细胞，在胚胎发育阶段，胃细胞和胰腺细胞是相邻的，所以从这个意义上说，胃干细胞可以如此容易地转化为β样的胰岛素分泌细胞也就不足为奇了，”Zhou博士说。

利用人体胃干细胞复制这些结果的尝试受到各种技术障碍的阻碍，这些干细胞可以通过一种叫做内窥镜检查的门诊程序相对容易地从病人身上取出。然而，在这项由第一作者、威尔康奈尔医学院分子生物学讲师Xiaofeng Huang博士领导的新研究中，研究人员最终取得了成功。

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被称为类器官的小簇，并发现这些类器官组织很快对葡萄糖变得敏感，并分泌胰岛素。当移植到糖尿病小鼠体内时，这些类β细胞的功能与真正的胰腺β细胞基本相同，在血糖升高时分泌胰岛素，从而保持血糖水平稳定。研究人员对移植器官进行了长达6个月的监测，这表明移植器官具有良好的耐久性。

Zhou博士说，他和他的实验室还需要通过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人体移植的β细胞生产规模的方法，以及对β样细胞进行修改，使它们不易受到免疫攻击的伤害，而免疫攻击最初会消灭1型糖尿病患者的β细胞。

最终，研究人员希望开发出一种技术，可以相对容易地从患者身上获取胃干细胞，然后在几周后移植胰岛素分泌类器官，这种器官可以调节血糖水平，而不需要进一步的药物治疗。