科學(xué)家們已用了幾十年的努力試圖取代產(chǎn)生胰島素的被稱作β細(xì)胞的胰腺細(xì)胞，其中這些細(xì)胞在糖尿病病人體內(nèi)丟失了。如今，在一項新的研究中，一個研究小組發(fā)現(xiàn)來自胃下部的幽門組織有zui大潛力被重編程成一種β細(xì)胞的狀態(tài)。研究人員從小鼠體內(nèi)獲得這種組織樣品，將它們培育成當(dāng)被移植回這些動物體內(nèi)時產(chǎn)生胰島素的“微型器官（mini-organ）”。 這些微型器官中的干細(xì)胞還繼續(xù)補(bǔ)充這種產(chǎn)生胰島素的細(xì)胞群體，促進(jìn)這種組織可持續(xù)再生。相關(guān)研究結(jié)果于2016年2月18日在線發(fā)表在Cell Stem Cell期刊上，論文標(biāo)題為“Reprogrammed stomach tissue as a renewable source of functional beta-cells for blood glucose regulation”。

為了在身體中找到這種的經(jīng)重編程產(chǎn)生胰島素的組織，研究人員對小鼠進(jìn)行基因改造讓它們表達(dá)三個讓其他類型細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)?beta;細(xì)胞的基因。論文通信作者、哈佛大學(xué)干細(xì)胞與再生生物學(xué)系研究員Qiao Zhou說，“我們找遍了包括從小鼠的鼻子和尾巴在內(nèi)的組織。我們令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，位于胃部幽門區(qū)域的一些細(xì)胞于轉(zhuǎn)化為β細(xì)胞。這個組織似乎是的起始材料。”

幽門區(qū)將胃部連接到小腸。位于這個區(qū)域的細(xì)胞經(jīng)重編程后對高水平血糖反應(yīng)zui為強(qiáng)烈，產(chǎn)生胰島素讓這些老鼠的血糖水平正常化。為了測試這些細(xì)胞的有效性，研究人員破壞了這些小鼠的胰腺β細(xì)胞，強(qiáng)迫它們的機(jī)體僅僅依賴這些經(jīng)過重編程的胃部細(xì)胞。這些實驗性小鼠體內(nèi)的重編程細(xì)胞維持它們血液中的胰島素和葡萄糖水平高達(dá)六個月的時間。而體內(nèi)未植入重編程組織的對照小鼠在8周內(nèi)死亡。

胃幽門還有一個好處：干細(xì)胞定期地自然更新這種胃組織。當(dāng)胃幽門中的細(xì)胞表達(dá)這些轉(zhuǎn)化基因時，*批重編程細(xì)胞被實驗性破壞，這個區(qū)域的干細(xì)胞會再生這些產(chǎn)生胰島素的細(xì)胞群體。Zhou說，“在多種疾病狀態(tài)下，人體的β細(xì)胞持續(xù)喪失。我們在原則上提供一種補(bǔ)充這些細(xì)胞的方法。”

但是要成為一個潛在的治療方法，Zhou和他的同事們不得不采取一種不同的方法。他說，“當(dāng)小鼠成年時，我們打開這三個基因。但是在未來的人類臨床試驗中，人們不能對人體進(jìn)行基因修飾研究。” 因此，研究人員獲取這些小鼠的胃組織，在實驗室中對它進(jìn)行基因改造讓它表達(dá)這些β細(xì)胞重編程因子，誘導(dǎo)組織中的細(xì)胞長成一種球狀的微型胃器官，而且這種微型胃器官能夠產(chǎn)生胰島素，并且能夠利用干細(xì)胞進(jìn)行自我更新。研究人員將這些微型胃器官植入在覆蓋著小鼠腹腔內(nèi)部的膜中。

研究人員然后破壞這些小鼠體內(nèi)的胰腺β細(xì)胞以便觀察這些微型胃器官是否能夠補(bǔ)充它們，他們在22只實驗性小鼠的5只中發(fā)現(xiàn)它們血液中的葡萄糖水平維持正常。這也是研究人員所期待的成功率。Zhou說，“當(dāng)涉及這一話題時，人們基本上就會要求這些可被收集的干細(xì)胞能夠在基質(zhì)上自我組裝成一種器官。其中的限制全部在于移植的組織是否能夠成功地重新組裝成正確的層狀結(jié)構(gòu)。”

胃幽門細(xì)胞產(chǎn)生胰島素的潛力很可能來源于它們與胰腺β細(xì)胞的天然相似性。研究人員發(fā)現(xiàn)很多在β細(xì)胞功能中起關(guān)鍵性作用的基因正常條件下也在幽門的激素產(chǎn)生細(xì)胞中表達(dá)。Zhou說，“這種方法的潛在重要之處在于能夠從病人體內(nèi)獲得活組織樣品，在體外培養(yǎng)其中的細(xì)胞，將它們重編程為β細(xì)胞，然后將它們移植回病人體內(nèi)從而開發(fā)一種病人特異性的療法。這是我們?nèi)缃裾谧龅氖虑椤Ｎ覀兏械椒浅Ｅd奮。”