胰岛β细胞再生的证据依然欠奉

【字体: 时间:2013年04月26日 来源:生物通

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  有人认为,β细胞可从胰腺中的干细胞样前体再生,这一过程称为新生,此观点引发了许多争论。如今,匹兹堡儿童医院的研究人员报道称,他们在胰腺损伤的几种常见模型中并未发现β细胞新生,这一研究成果发表在《Journal of Clinical Investigation》上。

  

在I型和II型糖尿病中,体内产生胰岛素的β细胞数量在减少,胰腺不得不拼命产生人体所需的胰岛素。因此,科学家一直在苦苦寻找各种方法,来产生新的β细胞,或寻找β细胞的替代,或刺激β细胞体内再生。有人认为,β细胞可从胰腺中的干细胞样前体再生,这一过程称为新生(neogenesis),此观点引发了许多争论。

如今,匹兹堡儿童医院的研究人员报道称,他们在胰腺损伤的几种常见模型中并未发现β细胞新生,这一研究成果发表在《Journal of Clinical Investigation》上。

为了检测新生,George Gittes及其同事采用了一种细胞追踪方法。他们在转基因小鼠中使用了两个荧光蛋白:mTomato和GFP。大部分细胞表达红色蛋白mTomato,而产生胰岛素的细胞在胰岛素启动子的控制下表达GFP。随后,研究小组利用流式细胞仪和荧光显微镜来观察新分化的β细胞。GFP和mTomato荧光蛋白的瞬时共表达让它呈现出黄色。

研究人员发现,β细胞新生主要存在于胚胎发育过程中,在出生后不久急剧下降,而成体中完全缺乏。当研究人员观察成体细胞时,看不到黄色的细胞,这也就意味着没有新生的证据。他们在几种胰腺损伤的常见模型中重复了这一过程,包括胰管结扎模型(PDL)。

Gittes认为,这些模型中新生的缺乏为他们寻找新生模型带来了压力。但他仍然坚信,其他模型中存在新生。

实际上,这项研究中未检测的一些模型确实表现出新生的证据,Gittes自己也发现了一个。2011年,Gittes的研究小组在一个小鼠模型中发现了新生的证据,这一模型是利用白喉毒素受体构建的。2010年,另外两个小组也通过胰岛中α细胞转分化成β细胞,发现了成体小鼠中存在新生。

Sanford Burnham医学研究所的Fred Levine也在研究β细胞再生,但他并没有参与这项研究。他认为,这一阴性结果也不能完全排除其他损伤模型中存在β细胞再生。“我认为β细胞再生的通路存在,但可能因刺激而异。记住,缺乏证据不等于没有证据。”(生物通 薄荷)

原文检索

No evidence for β cell neogenesis in murine adult pancreas

J Clin Invest. doi:10.1172/JCI66323.

Whether facultative β cell progenitors exist in the adult pancreas is a major unsolved question. To date, lineage-tracing studies have provided conflicting results. To track β cell neogenesis in vivo, we generated transgenic mice that transiently coexpress mTomato and GFP in a time-sensitive, nonconditional Cre-mediated manner, so that insulin-producing cells express GFP under control of the insulin promoter, while all other cells express mTomato (INSCremTmG mice). Newly differentiated β cells were detected by flow cytometry and fluorescence microscopy, taking advantage of their transient coexpression of GFP and mTomato fluorescent proteins. We found that β cell neogenesis predominantly occurs during embryogenesis, decreases dramatically shortly after birth, and is completely absent in adults across various models of β cell loss, β cell growth and regeneration, and inflammation. Moreover, we demonstrated upregulation of neurogenin 3 (NGN3) in both proliferating ducts and preexisting β cells in the ligated pancreatic tail after pancreatic ductal ligation. These results are consistent with some recent reports, but argue against the widely held belief that NGN3 marks cells undergoing endocrine neogenesis in the pancreas. Our data suggest that β cell neogenesis in the adult pancreas occurs rarely, if ever, under either normal or pathological conditions.

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