知名学者丁胜：细胞重编程技术重要进展

用人皮肤细胞产生胰腺细胞

　　

生物通报道：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。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。

这项新的研究发表于《Nature Communications》，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。延伸阅读：再生胰岛β细胞的新途径。

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。

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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。”

（生物通：王英）

注：丁胜教授是国际著名的华人药物化学及化学生物学家， 在合成化学、干细胞生物学以及药物研发技术方面具有很强的科研实力和独特见解， 创造性地开拓了“干细胞化学生物学”这一前沿性新领域。 丁胜研究团队早从2004年就开始进行小分子化合物诱导单功能细胞转变为多功能细胞方面的研究。其团队开创了用4个蛋白诱导ips的技术先河。这是目前“唯一”一个完全避免基因操作，避免改变基因组的ips诱导方法。在ips技术研究和发展中创造多个首例并成功首次合成小分子化合物QS11、Pluripotion和小分子化合物逆转剂reversine。这些成果被Science、Nature、华尔街等著名媒体报导，部分成为美国一流的生物技术公司成立的基本概念。2009年丁胜教授所创的蛋白诱导ips技术被评为“年度最佳创新技术”，与此同时，丁胜教授也被The Scientist评选为“生命科学年度人物”。

生物通推荐原文摘要：

Human pancreatic beta-like cells converted from fibroblasts
Abstract: Pancreatic beta cells are of great interest for biomedical research and regenerative medicine. Here we show the conversion of human fibroblasts towards an endodermal cell fate by employing non-integrative episomal reprogramming factors in combination with specific growth factors and chemical compounds. On initial culture, converted definitive endodermal progenitor cells (cDE cells) are specified into posterior foregut-like progenitor cells (cPF cells). The cPF cells and their derivatives, pancreatic endodermal progenitor cells (cPE cells), can be greatly expanded. A screening approach identified chemical compounds that promote the differentiation and maturation of cPE cells into functional pancreatic beta-like cells (cPB cells) in vitro. Transplanted cPB cells exhibit glucose-stimulated insulin secretion in vivo and protect mice from chemically induced diabetes. In summary, our study has important implications for future strategies aimed at generating high numbers of functional beta cells, which may help restoring normoglycemia in patients suffering from diabetes.