Science子刊：β细胞植入可以治愈糖尿病，而不会引发免疫反应

圣路易斯华盛顿大学医学院(Washington University School of Medicine in St. Louis)和康奈尔大学(Cornell University)的研究人员合作，将取自人类干细胞的分泌胰岛素的β细胞植入患有糖尿病的小鼠体内，使其血糖恢复正常。

　　

 

   

图片:华盛顿大学圣路易斯医学院和康奈尔大学的研究人员合作，将人类干细胞培养的分泌胰岛素的细胞植入糖尿病小鼠体内，以治疗糖尿病。

由圣路易斯华盛顿大学医学院(Washington University School of Medicine)和康奈尔大学(Cornell University)的糖尿病专家和生物医学工程师领导的研究小组已经证明，他们可以使用一种微型设备，将胰岛素分泌细胞植入糖尿病小鼠体内。一旦植入，这些细胞就会分泌胰岛素来应对血糖，无需药物抑制免疫系统就能逆转糖尿病。

研究结果发表在6月2日的《科学转化医学》(Science Translational Medicine)杂志上。

“我们可以提取人体的皮肤或脂肪细胞，将它们培育成干细胞，然后将这些干细胞培育成胰岛素分泌细胞，”Jeffrey R. Millman博士说，他是华盛顿大学医学副教授，也是这项研究的共同高级研究员之一。“问题是，1型糖尿病患者的免疫系统会攻击分泌胰岛素的细胞并将其摧毁。为了将这些细胞作为一种治疗手段来传递，我们需要设备来容纳那些对血糖做出反应、分泌胰岛素的细胞，同时保护这些细胞免受免疫反应的影响。”

米尔曼也是一位生物医学工程副教授，在之前的研究中，他开发并磨练了一种方法来制造诱导多能干细胞，然后将这些干细胞培养成分泌胰岛素的β细胞。米尔曼之前曾在小鼠身上使用这些细胞来逆转糖尿病，但目前还不清楚这些分泌胰岛素的细胞如何安全地植入糖尿病患者体内。

米尔曼说:“这种设备只有几根头发的宽度，是一个微孔，其开口太小以至于其他细胞无法挤进去，因此胰岛素分泌细胞就不会被比开口大的免疫细胞所破坏。”“这种情况下的挑战之一是保护植入物内部的细胞，同时又不让它们挨饿。它们仍然需要血液中的营养和氧气来维持生命。有了这个设备，我们似乎已经制造出了所谓的“适居带”(Goldilocks zone)，在这里，细胞可以感觉正好在设备内部，保持健康和功能，并根据血糖水平释放胰岛素。”

米尔曼实验室与康奈尔大学生物医学工程副教授马明林(Minglin Ma)博士实验室的研究人员合作。Ma一直致力于开发生物材料，帮助将β细胞安全地植入动物体内，并最终植入1型糖尿病患者体内。

近年来，人们尝试了几种植入物，取得了不同程度的成功。这项研究的另一位高级研究员Ma和他的同事开发了一种他们称之为纳米纤维集成细胞封装(NICE)的设备。他们用干细胞制造的分泌胰岛素的β细胞填充植入物，然后将设备植入糖尿病小鼠的腹部。

“我们所使用的装置的结构、机械和化学性质结合在一起，使老鼠体内的其他细胞无法完全隔离植入物，从本质上说，是窒息它，使它失效，”Ma说。“植入物在动物体内自由漂浮，大约6个月后我们取出它们，植入物内的胰岛素分泌细胞仍在运作。重要的是，这是一种非常强大和安全的设备。”

植入物中的细胞持续分泌胰岛素并控制小鼠的血糖达200天。这些细胞继续发挥作用，尽管老鼠没有接受任何抑制免疫系统的治疗。

米尔曼说:“我们宁愿不用药物来抑制病人的免疫系统，因为那样会使病人容易受到感染。”“我们在这些实验中使用的设备保护了植入细胞免受小鼠免疫系统的伤害，我们相信类似的设备也可以在胰岛素依赖型糖尿病患者身上发挥同样的作用。”

米尔曼和马不愿预测这种策略在临床应用之前可能需要多长时间，但他们计划继续朝着这个目标努力。

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