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Nat Comms:知名学者丁胜在细胞重编程技术方面取得重要进展

摘要 : 最近,美国Gladstone研究所和加州大学旧金山分校(UCSF)的科学家们,成功将人体皮肤细胞转化为功能健全的胰腺细胞。这项新的研究发表于《Nature Communications》上,该研究表明新的细胞可产生胰岛素响应葡萄糖水平的变化,并且,在移植到疾病小鼠模型体内之后,这些细胞可保护动物免于患上糖尿病。也代表了细胞重新编程技术上的重大进步,这将使得科学家们能够有效地扩大胰腺细胞的生产,以一种步进式的、可控的方式,制备上万亿个目标细胞。

最近,美国Gladstone研究所和加州大学旧金山分校(UCSF)的科学家们,成功将人体皮肤细胞转化为功能健全的胰腺细胞。这项新的研究发表于《Nature Communications》上,该研究表明新的细胞可产生胰岛素响应葡萄糖水平的变化,并且,在移植到疾病小鼠模型体内之后,这些细胞可保护动物免于患上糖尿病。也代表了细胞重新编程技术上的重大进步,这将使得科学家们能够有效地扩大胰腺细胞的生产,以一种步进式的、可控的方式,制备上万亿个目标细胞。

这一成就,为疾病建模和药物筛选打开了大门,让糖尿病患者距离个性化的细胞治疗更近了一步。

本文共同资深作者、UCSF糖尿病中心主任Matthias Hebrok介绍说:“我们的研究结果首次证明,成人皮肤细胞可以用来有效、快速地生成功能性的胰腺细胞,这些胰腺细胞表现得跟人类β细胞一样。这一发现为分析病人特异性胰岛β细胞的特性、优化细胞治疗方法,开辟了新的机会。”

在这项研究中,科学家们首先用药物和遗传分子,将皮肤细胞重编程为内胚层祖细胞——发育早期的细胞,已经被指定长成为多个不同类型的器官。用这种方法,细胞不必再回到多能干细胞状态,这意味着,科学家可以更快地把它们转化为胰腺细胞。之前,研究人员已经使用了类似的程序,来制备心脏、脑和肝细胞。

在添加了另外四个分子之后,内胚层细胞迅速分裂,从而有了超过一万亿次的扩增。关键的是,细胞没有显示出任何肿瘤形成的证据,它们保持了自己作为早期器官特异性细胞的身份。

然后,科学家们使这些内胚层细胞前进了两个步骤,首先进入胰腺前体细胞,然后变成全功能性的胰岛β细胞。最重要的是,在一个疾病模型中这些细胞可保护小鼠免于患上糖尿病,具有产生胰岛素响应葡萄糖水平变化的的关键能力。

本文第一作者、Gladstone心血管疾病研究所的博士后Saiyong Zhu博士说:“这项研究首次使用一种直接的细胞重编程方法,成功制备了产生人胰岛素的胰岛β细胞。最后一步是最独特的、最难的,因为之前没有确定‘可以在培养皿中将重编程的细胞转化为功能性胰岛细胞’的分子。”

该研究的资深作者、Gladstone干细胞中心资深研究员丁胜博士补充说:“这种新的细胞重编程和扩增模式,比以前的方法具有更好的可持续性和可扩展性。使用这种方法,可以在多个步骤上大规模增加细胞产量,同时保持质量控制。这一发展可在新细胞的制造过程中确保更大的监管。现在,我们可以产生几乎无限数量的、与患者相匹配的胰腺细胞。”

来源: Nature Communications 浏览次数:2

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