Nature：将胰岛细胞通过眼睛进行移植

　　

治疗糖尿病的最好办法是移植胰岛素分泌细胞，但是，移植过程不难，移植后产生的后遗症却不少。至今还没有科学家开发出完美的移植方案，科学家们仍孜孜不倦地在研究的道路上前进。Per-Olof Berggren，正通过聚焦显微镜观察小鼠的虹膜，里面有他注射的胰岛素分泌细胞β细胞群落。这些散落在小鼠眼睛里的β细胞闪烁着灿烂的光芒，这些光芒来自荧光标记，注入小鼠眼睛来的胰岛素分泌细胞被荧光物质标记过，因此通过共聚焦显微镜可实时观察到荧光信号。这一技术就是Berggren寄予厚望的糖尿病治疗术。但是，到现在为止，Berggren还只是关注他设计的这一技术的本身，还没开始从临床效果上评价这一新技术。他说，眼睛是人类心灵的窗户，我们通过眼睛了解世界，那么为什么不通过研究带入新的东西给我们自己呢？

 

Berggren来自Stockholm's Karolinska Institute，他和他的研究小组同事，包括Stephan Speier，在迈阿密糖尿病研究中心从事研究，他们制备一种转基因小鼠，这一转基因小鼠的β胰岛细胞在分泌胰岛素时可表达绿色荧光蛋白。他们将β胰岛细胞注入小鼠虹膜和角膜间的空隙里，接下来通过红色荧光观察血管的生长情况，这是移植正常的表现之一。

 

阿拉巴马州立大学医学院南方组织研究中心的主任Juan Contreras教授说，我认为这是胰岛移植的最佳研究模型。通过这一模型，研究者可直观的观察胰岛细胞的活动情况，检测血糖的水平，最大的优势在于不需处死动物就能观察到以上的情况。并且，眼睛是免疫耐受的部位，移植细胞在眼睛里可以免受免疫系统攻击。通过这一模型，科学家们可以清楚地观察移植的胰岛细胞的情况。

 

现在越来越多的糖尿病患者准备接受胰岛细胞移植，以重塑胰岛细胞功能。但是，有些病人接受移植的胰岛细胞后胰岛细胞并不能正常工作。医生们也很疑惑，不清楚为什么成功移植还是不产生胰岛素，可能移植物进入机体产生的血管影响胰岛细胞正常分泌。小鼠眼睛模型是研究胰岛细胞血管化的最佳模型，血管化是移植的一个障碍。Berggren说，令人兴奋的是，当我将胰岛细胞注入糖尿病小鼠的眼睛后，胰岛细胞可分泌足够的胰岛素，降低小鼠的血糖，达到正常的水平。

 

现在研究者关心的问题是，移植物是否会损伤视力。Berggren说，从他们的观察来看，小鼠的视力没有任何变化，也就是说小鼠的视力正常没有受到破坏，但是我们没有进行眼部检查。另一个问题是，能否从人眼里移植足够的胰岛细胞彻底治愈糖尿病。人比小鼠需要更多的胰岛细胞，而且人眼睛的虹膜和角膜间的位置更小。糖尿病研究中心的外科医生Camillo Ricordi说，要移植胰岛细胞进行就好像说在1毫平方米的地方必须放2-4毫平方米的胰岛细胞进去。

 

Berggren说，要将这一技术用于人类还有很多的难题需解决，我想最终有可能在人类身上无法应用该项技术。

 

原文摘要：Noninvasive in vivo imaging of pancreatic islet cell biology

 

http://www.nature.com/nm/journal/v14/n5/abs/nm1701.html

【Abstract】

Advanced imaging techniques have become a valuable tool in the study of complex biological processes at the cellular level in biomedical research. Here, we introduce a new technical platform for noninvasive in vivo fluorescence imaging of pancreatic islets using the anterior chamber of the eye as a natural body window. Islets transplanted into the mouse eye engrafted on the iris, became vascularized, retained cellular composition, responded to stimulation and reverted diabetes. Laser-scanning microscopy allowed repetitive in vivo imaging of islet vascularization, beta cell function and death at cellular resolution. Our results thus establish the basis for noninvasive in vivo investigations of complex cellular processes, like beta cell stimulus-response coupling, which can be performed longitudinally under both physiological and pathological conditions.

 

（生物通 张欢）