一種能夠轉化人類的技術干細胞如果最近在老鼠身上的實驗結果能成功地復制到人類身上，胰島素產生細胞對未來的糖尿病治療有著巨大的希望。
在一項2020年的研究中，研究人員找到了一種新的方法。人多能干細胞(HPSCs)進入胰島β細胞，生成胰島素。當這些產生胰島素的細胞被移植到小鼠體內，誘導出一種急性的，他們的病情很快就痊愈了。
“這些老鼠患有非常嚴重的糖尿病，血糖讀數超過每升500毫克，對一個人來說是致命的。”解釋去年2月，華盛頓大學的生物醫學工程師杰弗里·R·米爾曼。
“當我們給老鼠注射胰島素分泌細胞時，在兩周內，他們的血糖水平已經恢復到正常水平，并維持了好幾個月。”
多能干細胞本質上是空白的、未分化的細胞，有能力生長成其他類型的細胞，這些細胞遍布全身。利用這種潛力，在糖尿病的背景下，意味著研究人員可以設計出調節干細胞成為產生胰島素的細胞糖尿病患者所缺乏的，幫助他們控制高血糖和保持健康。
科學家們多年來一直在調查如何做到這一點，報告了一些動物模型的逐步成功隨著我們對干細胞操縱背后的過程的理解增加。
米爾曼的實驗室也很忙。2016年他們設計了一種方法來產生胰島素分泌細胞--來自1型糖尿病患者的胰島素分泌細胞--這些細胞對葡萄糖起作用。幾年后，他們學會了如何增加胰島素分泌在干細胞衍生的胰腺β細胞中。
在最近的工作中，他們解決了另一個挑戰：當空白細胞分化為其他類型的非預期細胞時，減少在這些過程中產生的“非目標”細胞的數量。
“當你試圖將人類干細胞轉化為分泌胰島素的β細胞--或神經元或心臟細胞--時，一個常見的問題是，你還會產生你不想要的其他細胞。”米爾曼說.
“在β細胞的情況下，我們可能會得到其他類型的胰腺細胞或肝細胞。”
研究人員解釋說，這些“非目標”細胞并不有害，但它們也不能用于葡萄糖控制等目的，這限制了干細胞治療的治療效果，因為你的治療相關細胞較少。
然而，這項最新的技術似乎可以保持細胞分化的目標。
在2020年的研究中，研究小組發現促使干細胞變成胰腺細胞的轉錄因子與細胞的狀態有關。細胞骨架一種細胞內的支撐結構，作為一種骨架，由各種蛋白質纖維的微絲組成。
這些蛋白質中的一種叫做肌動蛋白，它扮演一個在細胞功能中的重要作用，事實上，細胞分化也是如此。
“我們發現操縱細胞與生物材料的相互作用和肌動蛋白細胞骨架的狀態改變了內分泌轉錄因子表達的時間和胰腺祖細胞分化為干細胞衍生β細胞的能力，”在他們的論文中解釋.
換句話說，我們可以通過控制肌動蛋白細胞骨架來更有效地確保胰島素分泌細胞的產生，如果研究小組的老鼠模型有什么進展的話，這對干細胞治療的未來是個好兆頭。
“我們能夠制造出更多的β細胞，這些細胞在老鼠體內的功能也更好，其中一些細胞已經治愈一年多了。”米爾曼解釋未接受細胞移植的對照組動物最終死亡，這就是他們誘發的糖尿病的嚴重程度。
這還不是全部。研究人員說，同樣的細胞骨架操作也顯示出更好地控制其他細胞分化的潛力，包括肝臟、食道、胃和腸道細胞。如果是這樣的話，這項技術可能會促進干細胞治療其他類型的疾病，而不僅僅是糖尿病。
當然，我們無法超越我們自己，因為這種方法目前只在動物身上進行了測試；正如研究人員所強調的那樣，我們還遠不能用這種實驗治療來治愈人類。
盡管如此，其結果無疑是有希望的，并將為我們能夠做到這一點的未來指明道路。
作為一個整體，我們的研究強調細胞骨架動力學與可溶性生化因子協同作用，調節內胚層細胞的命運，為改善分化結果提供了新的機會。
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