Cell子刊：干细胞分化的关键

哥本哈根大学丹麦干细胞中心DanStem的研究人员揭示了平面细胞极性蛋白PCP通路在细胞分化中的重要性，并利用体外3D系统使干细胞成功分化为合成胰岛素的beta细胞，文章刚刚发表在Cell旗下的Cell Reports杂志上，将有望帮助人们开发糖尿病的干细胞疗法。

　　

生物通报道：哥本哈根大学丹麦干细胞中心DanStem的研究人员揭示了平面细胞极性蛋白PCP通路在细胞分化中的重要性，并利用体外3D系统使干细胞成功分化为合成胰岛素的beta细胞，文章刚刚发表在Cell旗下的Cell Reports，将有望帮助人们开发糖尿病的干细胞疗法。

干细胞负责组织生长和修复，揭示干细胞的分化机制，对于未来干细胞治疗非常重要。研究人员发现，形成胚胎中胰腺管的前体细胞表达平面细胞极性蛋白（Planar cell polarity PCP），并且这些蛋白的表达时机与胰腺前体细胞的极化同步。研究显示两个PCP核心成员Celsr2 和Celsr3控制着极化的前体细胞分化成为内分泌细胞，对合成胰岛素的beta细胞影响尤其大。Celsr2 和Celsr3的缺失会使Jun磷酸化减少，通过JNK通路影响了beta细胞的分化。

“我们看到在2D环境下干细胞分化质量不高，而将细胞放入3D环境并给予适当生长条件能得到更好的分化结果。为此，我们用明胶gelatine构建了3D培养体系，在体外模拟胚胎内的环境，”哥本哈根大学DanStem中心的Anne Grapin-Botton教授说。

研究人员希望，3D培养的beta细胞能够有助于开发糖尿病的细胞疗法。他们指出，这项研究的成果也可能有助于治疗肝脏或肺等器官的慢性病，这些器官的分化与胰腺一样都需要3D环境。

这项研究向人们展示了，在胚胎的早期发育阶段，组织的三维形式对干细胞分化的特异性有影响。研究人员发现，胰腺就像一棵小树，其分枝上的干细胞需要这一结构才能分化为胰岛素合成细胞。而且研究显示，干细胞分化为beta细胞在3D培养环境中效果更好。

研究人员指出，以往在2D环境将干细胞诱导成为功能性beta细胞往往以失败告终，所得细胞无法正常发挥功能。而现在，干细胞在3D环境下能够分化为有功能的beta细胞，这也是开发糖尿病细胞疗法的重要一步。此外，这项研究也强调了脊椎动物中PCP通路对细胞分化的重要性，

 

（生物通编辑：叶予）

生物通推荐原文摘要：

Planar Cell Polarity Controls Pancreatic Beta Cell Differentiation and Glucose Homeostasis

Planar cell polarity (PCP) refers to the collective orientation of cells within the epithelial plane. We show that progenitor cells forming the ducts of the embryonic pancreas express PCP proteins and exhibit an active PCP pathway. Planar polarity proteins are acquired at embryonic day 11.5 synchronously to apicobasal polarization of pancreas progenitors. Loss of function of the two PCP core components Celsr2 and Celsr3 shows that they control the differentiation of endocrine cells from polarized progenitors, with a prevalent effect on insulin-producing beta cells. This results in a decreased glucose clearance. Loss of Celsr2 and 3 leads to a reduction of Jun phosphorylation in progenitors, which, in turn, reduces beta cell differentiation from endocrine progenitors. These results highlight the importance of the PCP pathway in cell differentiation in vertebrates. In addition, they reveal that tridimensional organization and collective communication of cells are needed in the pancreatic epithelium in order to generate appropriate numbers of endocrine cells.