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Nat Commun:肝細胞重編程,有望治療糖尿病!

Nat Commun:肝細胞重編程,有望治療糖尿病!

小鼠胚胎中肝臟和胰芽的3-D圖。 胰腺細胞標記為紅色和綠色,肝細胞標記為藍色。 圖片來源:Francesca Spagnoli,MDC

在 I 型糖尿病的患者中,免疫系統轉向攻擊機體自身,並破壞一種稱為胰島細胞的胰腺細胞。沒有這些細胞,胰腺不能產生胰島素,血糖升高,導致 I 型糖尿病的發生。因此,I 型糖尿病患者需要在經常體外注射胰島素來降低血糖濃度。

在體外生長新的胰腺細胞可能是為這些患者提供持久幫助的治療方法。肝是產生胰腺細胞的理想組織來源,因為其與胰腺的密切發育起源及其再生能力。然而,肝和胰腺細胞可塑性的分子基礎仍然很少了解。亥姆霍茲協會(MDC)的 Max Delbrück 分子醫學中心的研究組長 Francesca Spagnoli 博士一直致力於研究將肝細胞重編程為胰腺細胞的治療方法。

Spagnoli 研究團隊現在已經成功地將肝細胞推向一種「身份危機」,換句話說,重編程肝細胞使其維持一個低分化的狀態,然後刺激它們發育成具有胰腺特性的細胞。

動物實驗的成功為人類糖尿病患者提供希望

TGIF2 基因在這一過程中起關鍵作用。 TGIF2 在胰腺組織中有活性,但在肝臟中不活躍。為進行本項研究, Spagnoli 實驗室的博士生研究了當小鼠肝臟細胞被給予額外的 TGIF2 基因拷貝時,它的表現會如何。

在實驗中,肝細胞首先失去其「肝臟」屬性,然後獲得胰腺的性質。TGIF2 作為一種通用的重編程因子,發揮雙重作用:解鎖和壓制肝細胞身份,並建立胰腺細胞身份。在成年小鼠體內強製表達 Tgif2 可以激活肝細胞中的胰腺祖細胞基因。

研究人員將重編程的細胞移植到糖尿病小鼠中。干預后不久,研究人員發現,小鼠的血糖水平得到明顯改善,表明這些細胞確實替代了損失的胰島細胞的功能。這一成果將使人類糖尿病患者的細胞治療更進一步。

下一步的研究是將的結果應用於人類。 Spagnoli 實驗室目前在歐洲研究委員會 2015 年資助的一個項目中研究人肝細胞。 「小鼠和人類之間有差異,我們仍然需要克服,」Spagnoli 說。 研究人員正在朝著為開發未來治療的「概念驗證」道路上邁進。

參考資料:

1.Stepwise reprogramming of liver cells to a pancreas progenitor state by the transcriptional regulator Tgif2

2.Inducing an identity crisis in liver cells may help diabetics

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