胰腺是一個關鍵的代謝調節器。當胰腺β細胞停止產生足夠的胰島素時，血糖水平就會危險地升高——這種現象被稱為高血糖癥——從而引發糖尿病。在發現其他成熟的胰腺細胞可以適應并部分補償胰島素的缺乏后，日內瓦大學(UNIGE)的一個小組證明了β細胞來源的干細胞只存在于胚胎發育期間。這一發現結束了關于成人胰腺干細胞存在的長期爭議，成人胰腺干細胞在出生后會產生新分化的激素產生細胞。科學家們還成功地精確定義了胰腺內分泌細胞的“身份證”，這是一種生產替代胰島素分泌細胞的有前途的工具。這些結果可以讀入細胞報告和自然通訊.
 

 

　　糖尿病是一種常見的代謝疾病。其特征在于，當負責產生胰島素的胰腺細胞(β細胞)被破壞或不再能夠產生足夠量的這種調節激素時，會發生持續的高血糖癥。自2010年以來，UNIGE醫學院遺傳醫學與發展系和糖尿病中心教授Pedro Herrera以及日內瓦遺傳和基因組學研究所(iGE3)的研究小組進行的研究表明，其他胰腺內分泌細胞，即α、δ和γ細胞，它們產生對代謝平衡有用的其他激素，可以在β細胞缺乏或有缺陷時“學習”產生胰島素。在小鼠和人類中觀察到的這一現象證明了胰腺細胞的可塑性，并為新的治療策略鋪平了道路。

 

 

　　在最近的兩篇出版物中，Pedro Herrera的團隊報告了關于胰腺細胞形成機制的知識以及定義每種不同胰島內分泌細胞類型的基因表達譜的新進展。發表在《細胞報告》封面上的第一項研究表明，胰腺內分泌細胞都來自未分化的祖細胞，這些細胞只在胚胎發育期間出現，而不是在出生后出現。

 

　　“直到現在，一些科學家認為胰腺內干細胞會持續終生，”Pedro Herrera解釋道。佩德羅·埃雷拉團隊的研究員、該研究的第一作者瑪爾塔·佩雷斯-弗朗西斯補充道:“我們的工作表明情況并非如此。事實上，出生后出現的所有產生胰腺激素的細胞都來源于現有分化細胞的分裂，這些細胞是在胚胎和胎兒時期從未分化的祖細胞中產生的。”

 

　　為了解釋這種機制，科學家們制作了小鼠模型，其中不同類型的胰腺內分泌細胞在不同的發育階段被熒光示蹤劑標記，以便在出生后追蹤它們。這些細胞一直追蹤到老鼠十個月大的時候。

 

 

　　在《自然通訊》上發表的第二篇文章中，Pedro Herrera的團隊專注于胰腺內分泌細胞的基因表達譜。“精確定義這些細胞的‘身份證’現在有助于我們設計一種工具，旨在工程細胞替代療法來治療糖尿病。例如，這種療法可以包括體外制造產生胰島素的細胞，或者通過利用我們發現的非β細胞的可塑性來刺激胰腺再生，”佩德羅·埃雷拉實驗室的第一作者和博士后研究員萊昂·范·古爾普解釋說。

 

　　具有穩定功能特性的替代細胞的產生對于發展基于細胞的治療退行性疾病的療法是至關重要的。然而，它們的生成需要可靠的工具來準確評估細胞身份。為此，研究人員對單細胞轉錄組進行了廣泛的薈萃分析，即分析從人類胰島中分離出的單個內分泌細胞表達的基因(這些細胞在胰腺內分成小“簇”)。對強表達的基因組的鑒定可以精確定義胰腺的每種內分泌細胞類型的遺傳特征。

 

　　“我們的工作沒有直接的臨床翻譯。然而，通過詳細破譯控制細胞身份構建的機制，它為開發創新的治療方法鋪平了道路，用于治療糖尿病和其他與任何給定細胞類型缺失相關的病理，”Pedro Herrera總結道。