干细胞,糖尿病 中国实验动物信息网 2020-09-30 363

　　糖尿病正逐渐成为我们这个时代*大的健康挑战之一，根据世界卫生组织（WHO）的统计，十分之一的人患有糖尿病，而根据*新的公开数据，该疾病是2016年160万人死亡的直接原因。自那时以来，世界卫生组织已将糖尿病以及癌症，呼吸道疾病和心血管疾病指定为四种主要的非传染性疾病，全球卫生当局将着手解决。

　　新加坡卫生部指出，有40万新加坡人患有糖尿病。这占该地区疾病负担的10％。同时，新加坡国立大学的一项独立研究预测，如果当前的趋势继续下去，到2050年，新加坡将有100万糖尿病患者。新加坡卫生部长甘金荣（Gan Kim Young）对不可控制的慢性病的潜在后果保持警惕，并宣布了“抗击糖尿病”以防止疾病的爆发。我们呼吁该国共同努力，以更好地控制症状。

　　阻止糖尿病的浪潮（糖潮）

　　看起来像是一种简单的疾病，但实际上有多种形式的糖尿病。发生I型糖尿病是因为自身免疫反应破坏了称为胰岛β细胞的胰岛素产生细胞。另一方面，当细胞停止对胰岛素反应时，就会发生II型糖尿病（T2D）。对单基因糖尿病（单基因糖尿病）知之甚少，这是一种由单个基因突变引起的罕见糖尿病。

　　新加坡科学技术学院分子与细胞生物学研究所高级研究员Adrian Theo说： “但是随着时间的流逝，胰腺β-细胞损伤和β-细胞死亡是所有类型糖尿病的共同特征。糖尿病药物可以帮助患者控制血糖水平，但是可以控制胰腺。它甚至不能治愈甚至不能改善β细胞的健康。“他补充说，肥胖是西方糖尿病的主要原因，但在亚洲却是糖尿病的主要原因。该因素是胰腺β细胞疾病。

　　这就是Theo的研究团队认为干细胞的力量可以用来抗击糖尿病的原因。与体内大多数细胞不同，干细胞具有自我更新的能力，可以分化为多种细胞类型，包括胰腺β细胞。因此，在糖尿病患者中，干细胞可用于替代死者的胰腺β细胞，从而恢复这些患者的胰岛素产生和葡萄糖调节。 Teo不是从胚胎中获得干细胞，而是从糖尿病患者中获得血细胞和成纤维细胞（一种皮肤细胞），并将它们重编程为人诱导的多能干细胞（hiPSC）。我以为是。然后，在这些髋部细胞分化成胰腺β细胞并移植到患者体内之前，可以进行基因编辑以纠正与糖尿病相关或基因的突变。

　　TeoLab博士的学生BlaiseSuJunLow说：“这种方法可能允许几乎无限量供应胰腺β细胞用于细胞替代治疗，因为它将被移植到具有自己细胞的患者体内。 ，另一种发现

　　的方法除了细胞替代疗法，hiPSC还有助于阐明糖尿病的潜在分子机制。例如，Teo的研究团队使用来自诊断为MODY（单基因糖尿病的一种亚型，年轻人中成熟发病的糖尿病）的患者的hipsC来控制特定遗传网络的控制方式。我知道该怎么办胰腺和肝脏发育。这两个器官对于正常的葡萄糖代谢至关重要。

　　大概的实验设置如下。首先，Teo团队从MODY患者中诱导出hiPSC（以下称为MODYhiPSC），以将其分化为子宫内膜前卵泡和人胰腺前体细胞-人类胚胎*终到达胰腺和肝脏。它们中的一些在胰腺中产生β样细胞。他们将MODYhips C衍生的前内胚层细胞，胰腺前体细胞和β细胞样细胞的基因表达模式与正常人进行了比较。因此，Teo团队发现了一种名为HNF4A的基因中的突变，可能会导致识别MODY1患者胰腺和肝脏发育的基因的整体表达下降。重要的是，Teo指出，与人类情况不同，具有HNF4A突变拷贝的小鼠不会患上糖尿病，因此不可能使用小鼠模型来进行此发现。

　　Teo解释： “目前，存在超过14种形式的MODY，每种形式都是由不同基因（HNF4A，HNF1A，PAX4、INS等）中的突变引起的。有趣的是，其中许多是在MODY基因中发现的遗传突变。他说，与2型糖尿病（*常见的糖尿病）相关，并影响约90％的糖尿病患者。” Teo说，MODY患者的发现与T2D的病理生理学有关。他补充说可能是这样。 ..

　　另外，通过使用hipsC作为基因筛查的平台，科学家们可能能够成功地将患者分为不同的治疗组。同时，有可能基于这种筛选方法确定新的药物靶标。这使糖尿病精确医学的理想更加接近现实。通用解决方案并不适合所有患者，处方应基于每位糖尿病患者固有的遗传缺陷。　　

　　持续研究世界上许多实验室都在使用HiPSC进行糖尿病的基因筛查和药物发现。另一方面，包括使用hipsC替代功能异常的胰腺β细胞在内的治疗方法在批准临床使用之前仍然有路要走。 Low回忆说，将hipsC分化为胰腺β细胞的计划并非100％有效，分化的胰腺β细胞中可能仍隐藏着一些残留的多能细胞。 ..她说，将胰腺β细胞移植到这些多能细胞中也会引起畸形，这种肿瘤会导致危及生命的并发症。 Teo进一步指出，hipsC产生的胰腺β细胞的确切功能尚未完全证实。 “它必须像真正的人类胰岛β细胞或胰岛一样起作用，否则单个葡萄糖水平将无法得到适当调节，并构成健康风险。”

　　1人们关注的是基因编辑技术。 （例如，流行的CRISPR/Cas9系统）在纠正与糖尿病相关的基因突变时是安全的。除非Teo可以排除CRISPR介导的基因组编辑的意外或意外脱靶结果，否则将基因工程hipsC用于细胞替代治疗的可能性仍然有限。

　　尽管有这些挑战，但Teo团队还是乐观而不惧怕。他说： “对于尚未进行基因组编辑的基于hiPSC的细胞疗法，目前正在进行多项临床试验，以评估这些hiPSC产生胰腺β细胞并调节血糖水平的能力。优化您的实验室和世界各地的许多其他实验室，以消除残留的hiPSC并改善hipsC产生的胰腺β细胞的功能，它们的行为是胰岛的实际胰岛素。力求与分泌细胞相似。“

　　在抗击糖尿病方面，西奥强调了实验室与诊所之间密切合作的重要性。他说：“我们相信与临床医生和胰腺移植外科医师合作是互惠互利的模式，*终将有助于将科学努力转化为对患者和社会具有治疗价值。”