工程人胰腺细胞成功治疗糖尿病

研究人员在一个实验室组织工程化的人类胰岛中发展循环系统，分泌激素如胰岛素，并成功治疗移植小鼠的突发1型糖尿病。

在Cell Reports发表的一项研究中，科学家们使用他们开发的一种新的生物工程过程称为自缩合细胞培养。美国辛辛那提儿童医院医疗中心和日本横滨市立大学（YCU）的研究调查人员说，这项技术有助于推动医学科学接近一天从人类自身细胞培养人体器官组织进行再生治疗。

“这种方法可能成为治疗1型糖尿病的主要治疗策略，其中每年有79,000例新诊断，”辛辛那提干细胞和器官医学儿童中心的医学科学家Takanori Takebe博士说。“这是一种永不消失的危及生命的疾病，因此开发有效的和可能的永久性治疗方法将有助于全球数百万儿童和成人。”

Takebe在YCU再生医学系获得双重任���，强调该技术需要额外的研究，才能在临床上用于治疗。他是YCU同事Hideki Taniguchi博士的研究副主任研究员。

走出自然的道路

科学家用捐赠的人体器官细胞（胰脏，心脏，脑等），小鼠器官细胞和诱导多能干细胞（iPS）测试其处理系统。从一个人的成年细胞（如皮肤细胞）重新编程，iPS细胞像胚胎细胞一样起作用，并且可以在体内形成任何组织类型。

组织工程过程还使用两种类型的胚胎期祖细胞，其支持身体及其特定器官的形成。祖细胞是间充质干细胞（MSN）和人脐血管内皮细胞（HUVEC）。

使用捐赠的器官细胞，小鼠细胞或iPS细胞，研究人员将这些与MSN，HUVEC以及其他遗传和生物化学材料以及胰岛形成提示结合起来。在滋养和培养细胞的条件下，这些成分会凝聚并自我组织成胰岛。

研究人员报告说，将组织工程化的胰岛移植到严重1型糖尿病的人源化小鼠模型后，他们解决了动物的疾病。

血源挑战

人胰岛已经可以移植到糖尿病患者中进行治疗。不幸的是，植入成功率相对较低，因为在移植前处理胰岛时，组织会失去血管化和血液供应。作者写道，这使得获得这些手术的患者很难获得最大的健康益处。

据研究人员介绍，尽管基于干细胞的组织工程具有巨大的治疗潜力，但其未来的临床应用仍然面临着确保血液供应以滋养移植组织的关键挑战。

“我们需要一个能够通过及时发展血管网络来确保植入成功的策略，”谷口说。“我们在这项研究中表明，自缩合细胞培养系统可以促进组织血管生成。”

在该过程产生的电流中组织工程化的胰岛不仅在移植入1型糖尿病的动物模型中后迅速形成血管网络，组织也作为内分泌系统的一部分有效地发挥功能 - 分泌激素如胰岛素和稳定血糖控制在动物中。

Takebe's和Taniguchi的研究团队已经证明能够使用iPS细胞的“自缩合”细胞培养过程来组织工程化三维人类肝脏器官，其可以在移植到实验室小鼠后血管化。但是，研究人员称，直到目前的研究发现，能够产生体内血管形成的器官组织碎片（如胰岛）的能力一直是一个难以捉摸的目标。