《Nature》新篇:1型糖尿病无药可治?干细胞联手免疫疗法开新路!
当你心烦意乱或者疲惫不堪的时候,也许来上一份美味的甜品,可以瞬间让你的心情变的美好,充满能量。但是这对于糖尿病患者来说却是可望而不可及的,糖对他们来说就像是“砒霜”对于常人一样。
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糖尿病的发病率相当高,全球约有4.25亿患者,在我国20-79岁人群中有1.144亿患者,居世界首位,患病率也在逐年增加,并且没有完全治愈的方法,糖尿病患者们需要长期注射胰岛素或者服用降糖药来进行血糖的控制。
但是常规疗法达不到效果的时候,并不意味着新兴的治疗方式也无计可施。最近,我们就迎来了一个好消息。2020年8月19日,美国Salk研究人员在《Nature》上发布了一项重要研究成果:研究人员利用干细胞技术,成功制造出了第一批能够躲避免疫系统的人类胰岛素分泌胰腺细胞簇,这些“免疫保护”细胞簇一旦移植到人体内,患者无需再服用免疫抑制药物,这为治疗1型糖尿病患者带来了新曙光。
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1型糖尿病又称为胰岛素依赖型糖尿病或者青少年发病型糖尿病。顾名思义,这个病好发于儿童及青少年,患者必须每天注射胰岛素才能控制血糖的稳定,大大降低了患者的生活质量,也给患者家庭带来了巨大的经济压力。
和2型糖尿病不一样的是,引发1型糖尿病的原因主要是由于患者自身免疫系统的缺陷对产生胰岛素的胰岛β细胞造成了破坏,从而无法产生足够的胰岛素。
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在以往,我们的治疗方法是从供体组织移植健康的胰岛细胞,产生胰岛素和其他激素的细胞簇,但患者需要终身服用免疫抑制药物,这会给患者带来严重的风险,比如继发感染等。几十年来,研究人员一直在寻找一种更好的方法来补充失去的胰腺细胞,此次实验的成功为糖尿病治疗实现了新的突破。
在先前的一项研究中,埃文斯实验室通过干细胞衍生出了胰岛β样细胞,然而这些细胞在葡萄糖作用下并没有释放胰岛素,原因是它们并没有获得足够的能量。后来研究人员发现了一种叫做Err-γ的基因开关,当这个基因开关被打开后,就像汽车通过“涡轮增压”提高了发动机的输出功率,能为细胞补给更多的能量,从而可以成功的生产出胰岛素,这为后面的研究克服了第一道障碍。
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在这项新研究中,一个关键部分就是开发一种在接近人类胰腺的三维环境中生长β样细胞的方法,使这些细胞拥有一种类似胰岛细胞的特性。更重要的是,研究小组发现了一种名为wnt 4的蛋白质能够启动Err-γ基因驱动的成熟开关,它就相当于一把钥匙,能够点燃发动机。这些步骤的结合产生了模拟人胰岛的功能性细胞簇:人胰岛样细胞器官(Hilos)。
接下来,研究小组开始解决免疫排斥的复杂问题。正常的组织移植需要终生的免疫抑制疗法,以保护组织免受免疫系统的攻击,受癌症免疫治疗药物成功的启发,该研究小组最初发现了检查点蛋白PD-L1对移植细胞的具有保护作用。免疫检查点蛋白程序性死亡配体1(PD-L1)的过度表达保护了异种小鼠的Hilo移植,使其能够在50天内恢复免疫敏感的糖尿病小鼠的葡萄糖稳态。此外,研究人员还发现了干扰素-γ体外刺激可诱导内源性PD-L1表达,并限制了T细胞活化和移植排斥反应。
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当然,这些移植的器官还需要在小鼠身上进行更长时间的测试,以保证他们可以进行长期的工作。
如果我们能够把它发展成一种新治疗方法,病人也许就不再需要服用抑制免疫的药物,这无疑为糖尿病患者带来了福音。相信在未来,干细胞治疗将为人类对抗疾病做出更多的贡献。
参考资料:
1.Immune-evasive human islet-like organoids ameliorate diabetes
2.First immune-evading cells created to treat type 1 diabetes