Developmental Cell：早期胰腺细胞行为的图谱

　　

我们的胰腺有不同的细胞，它们对控制血糖起着重要的作用。胰腺细胞中的一种基因被称为神经原蛋白3 (NEUROG3)。它的突变会导致糖尿病。在胰腺的发育过程中，它只在很短的一段时间内活跃，这就是为什么它的行为和动力学仍然是一个谜，特别是在人类发育的背景下。来自德国德累斯顿马克斯普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所(MPI-CBG)和丹麦哥本哈根大学诺和诺德基金会的研究人员使用了一种特殊的方法来观察该基因的活性及其在人类胰腺细胞中产生的蛋白质，以更好地了解该基因。研究人员开发了一种方法，可以将实时成像电影中观察到的胰腺细胞的动态行为与它们表达的所有基因联系起来。这将有助于更好地理解胰腺中产生激素的细胞是如何发育的，并为产生更多用于治疗目的的这些细胞铺平道路，例如将这些细胞的产生和移植给糖尿病患者。

胰腺中不同的细胞控制着我们的血糖，比如制造胰岛素的细胞。胰岛素有助于降低我们的血糖。如果这些细胞停止工作或死亡，我们就会患上糖尿病。当我们的身体在生长时，所有这些特殊的细胞都来自胰腺中的一种细胞类型，这种细胞被称为胰腺内分泌祖细胞。这种细胞使用一种叫做NEUROG3的基因在短时间内完成它的工作。

德累斯顿MPI-CBG常务董事Anne Grapin-Botton的研究小组与哥本哈根大学诺和诺德基金会的同事一起，开始更多地了解胰腺中使用NEUROG3基因的特殊细胞，并观察该基因在单个细胞中的表现。

“我们使用特殊的标签来观察这些细胞中的NEUROG3，并使用生成视频的长期实时成像方法观察它们如何移动，”该研究的第一作者Belin selcBeydag-Tas?z解释说，并继续说:“通过观察人类胰腺生长的平面2D和3D模型，我们发现不同细胞中NEUROG3基因的水平是不同的。有些细胞有很多这种基因，有些细胞有一点。令人惊讶的是，尽管存在这种异质性，所有检测到NEUROG3的细胞都形成了产生激素的细胞。另一个令人惊讶的结果是，NEUROG3在人类身上的工作速度比在老鼠身上慢两倍，这意味着与老鼠相比，人类需要更多的时间来完成基因的工作。”

研究人员使用长期实时成像方法来观察通常隐藏在母亲子宫内的过程。细胞的亮度帮助他们将基因活动与细胞的行为结合起来。通过这种方法，研究小组了解到，当NEUROG3基因开始工作时，另一种名为KLK12的基因在使细胞移动并开始形成朗格汉斯岛方面发挥作用。

监督这项研究的Anne Grapin-Botton总结道:“我们为了解人类胎儿细胞如何形成器官而开发的细胞培养系统开始结出果实。在我们的研究中，我们对胎儿发育过程中某些基因的活动如何导致以后的糖尿病有了更多的了解。研究结果表明，当将内分泌细胞移植到糖尿病患者体内用于未来的治疗应用时，NEUROG3的控制具有一定的灵活性。”

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Integrating single-cell imaging and RNA sequencing datasets links differentiation and morphogenetic dynamics of human pancreatic endocrine progenitors