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科学家在一个盘子里创造出生产胰岛素的β细胞

在实验室中生成功能性胰腺β(β)细胞一直是糖尿病研究人员面临的挑战。当人类干细胞在培养皿中发育成β细胞时,它们只能达到前体阶段,无法完全成熟。现在,一个国际科学家团队已经发现了一种核受体蛋白,可以在体外激活成熟过程。

为了在实验室中创建不同的细胞类型,必须在确定的道路上诱使干细胞-胎儿细胞正常行进成为神经元,皮肤细胞,肌肉细胞或任何其他多种细胞类型的分支路径。

但是干细胞和完全生长的细胞类型之间有许多发育点,对于胰岛β细胞,从历史上讲,干细胞在实验室中生长初期就停滞了。

为了确定胎儿和成人β细胞之间的差异并确定可能触发该过程的下一步,萨尔克生物研究所的Ronald Evans博士及其来自美国,澳大利亚和韩国的同事分析了人类细胞的转录组。

他们发现,成核的受体蛋白,即雌激素相关受体γ(ERRγ),在成年β细胞中大量存在。

“在肌肉中,ERRγ诱导线粒体生长更大,并促进糖和脂质的氧化利用以产生能量,”本周发表在《细胞代谢》杂志上的论文的高级作者埃文斯博士解释说。

“看到β细胞产生高水平的这种调节剂,这真是令人惊讶,但是β细胞必须迅速释放大量胰岛素以控制糖水平。这是一个非常耗能的过程。”

当科学家们饲养缺少ERRγ的小鼠时,这些动物的β细胞无法响应血糖峰值而产生胰岛素。

他们说:“缺乏β细胞特异性ERRγ表达的小鼠对葡萄糖不耐,不能响应葡萄糖的刺激而分泌胰岛素。”

但是,当他们指示实验室中生长的人类β样细胞产生更多的ERRγ时,这些细胞开始对葡萄糖产生反应并释放胰岛素。

为了进一步测试培养皿成熟的细胞,研究小组将它们移植到了糖尿病小鼠中。

从移植的第一天起,细胞就响应小鼠血液中的葡萄糖峰值而产生胰岛素,从而减轻了模型化的糖尿病。

埃文斯博士说:“看到这一点,我们感到非常兴奋。” “仅打开ERRγ开关就足以在体外成熟β样细胞,并具有在体内拯救糖尿病的能力。”

该小组现在正计划在更复杂的糖尿病治疗模型中探索这一过程。

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