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人类干细胞可分化为胰腺δ细胞 糖尿病治疗迎来新纪元

2024-08-16

糖尿病是一种全球范围内影响深远的慢性疾病。根据国际糖尿病联合会(IDF)的数据,2021年全球约有5.37亿成年人患有糖尿病,占全球成年人口的10.5%。糖尿病主要分为1型糖尿病、2型糖尿病、妊娠糖尿病和其他特定类型糖尿病,主要由于体内胰岛素分泌不足或胰岛素作用障碍导致的慢性高血糖状态。


近年来,随着对胰腺细胞功能障碍研究的深入,科学家们发现了胰腺中一个被忽视的重要角色——δ细胞。尽管人类δ细胞在胰腺中极为稀缺,但它们在调节血糖水平中发挥着重要作用。δ细胞通过分泌生长抑素,抑制胰岛素和胰高血糖素的过度分泌,从而保持血糖稳定。这一发现为糖尿病的治疗提供了新的思路。


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δ细胞的关键作用

胰岛是人体胰腺中的一个神奇的小世界,主要由三种关键的内分泌细胞类型组成:胰岛素(由β细胞分泌)、胰高血糖素(由α细胞分泌)和生长抑素(由δ细胞分泌)。这些细胞协同工作,精确调节血糖水平和能量代谢。当血糖水平上升时,胰岛中的β细胞会迅速分泌胰岛素帮助身体利用葡萄糖。而δ细胞虽然在胰岛中数量不多,但它们可以通过在β细胞和α细胞上的特异性受体,强力抑制胰岛素和胰高血糖素的过度分泌,发挥负反馈的调节作用。

δ细胞的功能障碍是糖尿病病因之一。近年来的研究发现,暴露于游离脂肪酸的胰岛会导致δ细胞分泌的生长抑素减少,胰高血糖素分泌增加。此外,糖尿病患者中δ细胞数量和体积减少,生长抑素水平增加,但其释放功能受损。这些发现表明,δ细胞在维持血糖平衡中起着至关重要的作用。


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最新研究突破

发表在《Nature》杂志上的最新论文《Directed Differentiation Of Pancreatic δ Cells From Human Pluripotent Stem Cells》介绍了一种全新的δ细胞分化方法,将为糖尿病的药物发现和细胞移植研究提供丰富的δ细胞来源。来自广州医科大学的研究团队开发了一种通过应用FGF7和FGF2生成δ细胞的方法。通过将FGF2与FGF7结合,研究团队生成了具有体外和体内功能的人类δ细胞。这些δ细胞不仅能够分泌生长抑素,还能有效抑制共培养的β细胞分泌胰岛素,并在高葡萄糖条件下表现出钙振荡,显示出其正常的生理功能。


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研究方法与成果

团队通过测试表达关键标记和离子通道,发现新分化的细胞与成人胰腺中的δ细胞非常相似,这些δ细胞同样对HHEX和PDX1呈阳性。单细胞RNA测序也验证了这一点。这些δ细胞分泌的生长抑素对高葡萄糖、氯化钾、甲苯磺丁脲、UCN3、精氨酸和胰高血糖素均有反应,并能有效抑制细胞的胰岛素分泌。活体体内试验表明,这些δ细胞能在体内正常发挥作用,帮助调节葡萄糖稳态。

这项研究为糖尿病机制研究、药物发现以及细胞移植研究提供了全新的、稳定的δ细胞来源,使得糖尿病的治疗和研究迈出了重要一步。未来,科学家们将继续探索,争取更全面地了解δ细胞在胰岛中的角色,有望为糖尿病的预防和治疗带来新的希望。


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干细胞疗法的潜力

干细胞疗法近年来在医学领域取得了显著进展。利用干细胞分化生成特定细胞类型,为许多疾病的治疗提供了新的可能性。在糖尿病治疗中,干细胞疗法通过生成新的β细胞、α细胞和δ细胞,为恢复胰腺功能提供了新的途径。研究表明,干细胞不仅可以分化为这些特定的细胞类型,还可以在体内发挥正常的生理功能,调节血糖水平。

尽管干细胞疗法在糖尿病治疗中展示了巨大的潜力,但仍面临许多挑战。首先,如何确保分化生成的细胞在体内长期存活并正常发挥功能是一个关键问题。其次,细胞移植后的免疫排斥反应需要进一步研究和解决。此外,干细胞疗法的安全性和有效性需要通过更多的临床试验来验证。

总的来说,利用干细胞分化生成胰腺δ细胞的研究为糖尿病治疗开辟了新的道路。这不仅为糖尿病患者带来了新的希望,也为未来医学的发展提供了重要的参考。科学家们将继续努力,争取将这一研究成果转化为临床应用,为全球数百万糖尿病患者带来福音。


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