本報訊(記者黃辛 通訊員林濱霞)中科院分子細胞科學卓越創(chuàng)新中心曾藝研究組,成功鑒定了小鼠胰島中的干細胞類群,并借助干細胞體外培養(yǎng)的方法,獲得了有功能的小鼠“人工胰島”(胰島類器官),為下一步人體“人工胰島”研究提供了理論依據(jù)和技術(shù)支持。該成果近日發(fā)表于《細胞》。
因為胰島β細胞功能失常導致胰島素分泌不足,許多糖尿病患者需要終生使用胰島素進行治療。如何源源不斷地獲得可用于移植的胰島β細胞?一種思路是利用器官或組織自身的成體干細胞,在體外“仿造”有類似功能的器官。但是,胰島中是否存在成體干細胞一直飽受爭議,發(fā)現(xiàn)并鑒定胰島干細胞是培養(yǎng)功能性胰島類器官的先決條件,也是長期難題。
研究人員在實驗小鼠身上發(fā)現(xiàn)了一群新的細胞類別——Procr+細胞。在確認這群細胞與其他已知的胰島分化細胞截然不同、可能處于未分化的狀態(tài)后,研究人員通過實驗發(fā)現(xiàn),Procr+細胞在體內(nèi)正常生理狀態(tài)下可以分化形成胰島的全部細胞類型,從而證明這群Procr+細胞是胰島中的成體干細胞。
為進一步轉(zhuǎn)化成為體外應用,研究人員建立了一種Procr+胰島干細胞與血管細胞共培養(yǎng)的3D培養(yǎng)體系,成功獲得有功能的小鼠胰島類器官。在體外“復刻”的“人工胰島”包含胰島所有的細胞類型,與真正的小鼠胰島在功能、形態(tài)等方面都非常相似,能迅速響應糖刺激、分泌胰島素。這種小鼠胰島類器官能夠在體外代代“繁衍”到20代以上。當把這些類器官移植到糖尿病小鼠模型體內(nèi),小鼠的血糖水平恢復,糖尿病病征減輕,展示了Procr+胰島干細胞的應用潛力。
該研究首次鑒定了小鼠胰島中成體干細胞的“身份”,回答了長期以來成體胰島是否存在干細胞這一爭議性問題,是干細胞基礎研究的重大突破。該研究為將來能在體外獲得大量有功能的人的胰島β細胞開拓了新的思路。但人胰島中是否也存在成體干細胞、能否在體外培養(yǎng)成胰島,還有待進一步探索和研究。
相關(guān)論文信息:https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.02.048
原載于《中國科學報》 2020年3月23日 頭版
作者:林濱霞、黃辛