来自“腰内肉”的糖尿病救星? 干细胞重组胰岛 β 细胞

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世界卫生组织 (WHO) 在今年 4 月 6 日发布《糖尿病全球报告》,指出 2014 年全球有 4.22 亿人罹患糖尿病,几乎是 1980 年糖尿病患者的 4 倍 (注1),且糖尿病在 2012 年造成 150 万人死亡,由血糖过高引发的心血管和其他疾病的死亡人数也有 220 万人。现代人饮食精致化,但运动的时间却没有增加,导致血糖过高的人数持续攀升,糖尿病也成了不可忽视的现代文明病之一。而对付糖尿病的绝佳利器就是胰岛素,现在科学家们为克服传统胰岛素疗法所带来的缺失,改由人体腹部的脂肪组织抽取干细胞,透过复杂的程序培养成制造胰岛素的 β 细胞,希望能有效提升糖尿病的治疗。

扮演血糖控制的重要角色: β 细胞

胰脏内部有五种特殊的细胞,其中,β 细胞数量最多 (占 60-80%),是主要分泌胰岛素的细胞,也是人体控制血糖的大功臣。而糖尿病分为两种类型,第一型是体内的免疫系统会攻击和损毁 β 细胞,使其无法正常运作;第二型则是身体长期处于高血糖状态,导致 β 细胞疲乏,无法产生足够的胰岛素来抑制血糖,通常和体重过重、缺乏运动或身体长期发炎等因素有关,全球罹患糖尿病的人绝大多数也是属于这一型。

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(上图为胰岛素)

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干细胞重组成胰岛 β 细胞 更有效率的糖尿病治疗 ?

过去,糖尿病治疗是借由胰脏移植和胰岛移植来提供新的胰岛细胞,但由于捐赠胰脏来源不足,术后更有所谓的排斥问题,需要接受免疫抑制剂,治疗风险较高。后来,科学家们转而研究 β 细胞的再生潜能。最近,瑞士苏黎世联邦理工学院 (ETH) 研究团队,从一位 50 岁受试者腹部的脂肪组织,萃取出干细胞,并用高复杂性的合成生物学原理,将之重组成 β 细胞。在实验过程中,科学家们透过化学物质和蛋白质来控制干细胞的变化,他们发现 Ngn3、Pdx1 以及 MafA 三个生长因子的出现时机和浓度,是扮演整个重组过程的成败关键。

ETH 的资深研究员 Martin Fussenegger 表示“重组过程中,如何在对时间点调整这些因子的数量是非常困难的”不过,相较于以前透过捐赠胰脏来培养 β 细胞再植入病人体内,却引起排斥反应的治疗方式,Martin Fussenegger 表示“若由病患自己体内的脂肪组织所提炼出来的 β 细胞,反而不会有排斥的问题。”这也是科学家们努力的方向,希望在未来能从糖尿病患者的体内直接培养出 β 细胞,成功对抗糖尿病。虽然目前由人工培养出来的 β 细胞,其胰岛素的产量仍没有天然的 β 细胞多,但是培养出 β 细胞的成功过程,已是合成生物学上的一大突破,未来科学家们希望能提升人造 β 细胞的胰岛素产量,造福更多糖尿病患者。

注1:WHO 统计资料显示,1980 年全球的糖尿病患者人数为 1.08 亿人。

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参考文献:
http://www.genengnews.com/gen-news-highlights/a-new-use-for-love-handles-insulin-producing-beta-cells/81252612/
WHO的糖尿病统计报告:http://www.who.int/diabetes/global-report/en/
糖尿病介绍:https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%B3%96%E5%B0%BF%E7%97%85
β细胞的介绍:http://www.diabetes.co.uk/body/beta-cells.html

图片来源:
https://www.ethz.ch/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2015/05/micro-rna-200.html
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%83%B0%E5%B2%9B%E7%B4%A0

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