体外诱导干细胞分化为胰腺β细胞的途径及研究近况(一)
- 格式:docx
- 大小:20.20 KB
- 文档页数:5
母义明教授干细胞治疗糖尿病的现状与未来在当今医学领域中,干细胞治疗被认为是一种革命性的新方法,可以为多种疾病的治疗提供新的希望。
糖尿病作为一种常见而严重的慢性病,已经引起了广泛关注。
母义明教授作为干细胞研究的专家,一直在致力于探索干细胞治疗糖尿病的有效途径。
本文将探讨母义明教授干细胞治疗糖尿病的现状和未来发展。
一、干细胞治疗糖尿病的现状目前,糖尿病的治疗方法主要包括胰岛素注射和药物治疗两种。
然而,这些方法只能缓解症状和控制血糖水平,而无法根治疾病。
而干细胞治疗作为一种新的治疗模式,具有潜在的转化疗效果。
干细胞主要分为胚胎干细胞和成体干细胞两种。
胚胎干细胞具有多能性,可以分化为各种类型的细胞;而成体干细胞则存在于成年组织中,具有一定的分化潜力。
母义明教授的研究关注的是成体干细胞在糖尿病治疗中的应用。
以胰岛素产生细胞为例,母教授利用成体干细胞可以通过分化为胰岛素产生细胞,以满足糖尿病患者胰岛素产生不足的需求。
通过在动物模型上的实验研究,母教授成功地将成体干细胞分化为胰岛素产生细胞,并成功实现了血糖水平的正常控制。
这为干细胞治疗糖尿病的临床应用提供了重要的依据。
二、干细胞治疗糖尿病的前景虽然干细胞治疗糖尿病的前景充满希望,但仍然存在一些挑战和限制。
首先,干细胞的分化和成熟过程需要时间,糖尿病患者需要较长的时间来等待治疗效果的显现。
此外,干细胞治疗还涉及到免疫排斥等问题,需要具体的个体化治疗方案。
然而,随着科学技术的不断进步,母义明教授认为干细胞治疗糖尿病的前景非常乐观。
首先,干细胞分化技术的不断改进和创新,将使干细胞分化为胰岛素产生细胞的效率得到大幅提高。
其次,借鉴干细胞技术在其他领域的应用经验,可以开展更深入的研究,以找到更好的治疗方案。
未来,糖尿病的干细胞治疗将更加个体化和精准化。
通过对患者的干细胞进行提取和分化,可以实现定制化的治疗方案,提高治疗效果和患者的生存质量。
此外,干细胞治疗还可以与其他治疗手段相互配合,形成多元化的综合治疗模式。
胰腺干细胞及其分离培养随着临床同种胰岛移植治疗糖尿病在近年取得的突破性进展,对胰岛移植治疗的需求日益增多,而供者的严重短缺制约了同种异体胰岛移植的广泛开展。
解决供者短缺的两条可能的途经之一是利用异种供者如猪的组织或器官,但目前仍有如前所述的诸多总问题尚未解决,近年内恐难在临床应用。
另一条解决供者短缺的有效途经则可能是在体外大量培养可用于移植的细胞和组织。
近20年来,人们注意到胰腺的某些肿瘤细胞具有永生性,即在一定条件下可以不断复制、增殖和分化。
因而有研究试图在体外培养并改造这些细胞,使之可在体外大量增殖和培养传代形成一定的细胞系。
然而,由于对这些细胞内在的增殖、分化调控机制的认识尚不够深入,因而这类细胞系有的在植入动物体内后难以调控其增殖及分化,可能形成肿瘤,而有些细胞系则在培养传代过程中逐渐失去了它们在正常生理条件下应有的如合成、分泌胰岛素等功能。
胰腺在其胚胎发育过程中,胚胎胰腺上皮细胞增殖继之分化形成胰腺内的三种类型的细胞:内分泌细胞、腺泡细胞和导管上皮细胞[9]。
在人和啮齿类动物实验中已证实这些细胞的共同祖细胞(progenitor)具有导管上皮细胞的表型,即角朊素细胞19(Cytokeratin-19,CK-19)或角朊细胞素20(Cytokeratin-20,CK-20)[10,11]。
近10年来,可以通过在体外培养外分泌细胞,从而获得成人胰腺内具有导管上皮表型且有增殖潜能的细胞[12,13]。
Langerhans胰岛有4种细胞组成,即可合成激素肽的细胞:1、产生胰岛素的β细胞;2、产生胰高血糖素的α细胞;3、产生生长抑素的δ细胞;4、产生胰多肽的PP细胞。
它们在胰岛内有一定的立体位置和次序,与神经细胞紧邻。
胰腺干细胞存在于胚胎及成年胰腺内,尽管胰腺和中枢神经系统具有不同的起源和功能,但控制这两个器官发育的机理都非常相似[14-16]。
胰岛素促进因子(insulin promoter factor l , IPF-1)亦称(pancreas duodend homeobox 1 , PDX-1 )是一种主要局限于成年胰腺已分化的β细胞内的转录因子。
转录因子PDX-1在猪胰干细胞体外诱导分化过程中的表达及意义刘涛;范骥;王春友【摘要】目的检测转录因子PDX-1在体外诱导胰干细胞分化过程中的表达,探讨PDX-1表达的意义.方法自动胰岛分离系统分离胰腺组织,获得纯化的胰管上皮细胞,在有血清培养基(RPMI1640)中进行细胞原代培养,而后在无血清培养基(DMEM/F12)中加入表皮生长因子(EGF)和尼克酰胺(nicotinamide)促进胰管上皮细胞中的干细胞分化.Western Blotting检测分化各个阶段贴壁细胞、衍生胰岛和成熟胰岛PDX-1蛋白表达;逆转录-多聚酶链反应(RT-PCR) 检测PDX-1 mRNA和上皮细胞标志抗原CK-19(cytokine-19)mRNA在分化各个阶段的表达.结果转录因子PDX-1在分化的各个阶段表达逐渐增加,上皮细胞标志抗原CK-19在各个分化阶段表达逐渐减少.结论转录因子PDX-1可能在胰干细胞分化衍生为胰岛的过程中起重要作用.【期刊名称】《中华胰腺病杂志》【年(卷),期】2003(003)001【总页数】3页(P11-13)【关键词】转录因子;PDX-1;胰腺;干细胞;细胞分化;基因表达;猪【作者】刘涛;范骥;王春友【作者单位】430022,武汉,华中科技大学同济医学院协和医院普外科;430022,武汉,华中科技大学同济医学院协和医院普外科;430022,武汉,华中科技大学同济医学院协和医院普外科【正文语种】中文【中图分类】Q25胰岛移植作为一种治疗Ⅰ型糖尿病的手段与传统的胰岛素替代治疗相比有着不可比拟的优越性,但由于供体来源有限,限制了胰岛移植的临床应用。
研究表明[1,2]在哺乳动物胰腺导管上皮中存在干细胞,在一定条件下可增殖分化为胰岛细胞,为寻找丰富的胰岛来源提供了新的思路。
我们对成年猪胰管上皮细胞进行体外培养与分化,逆转录-多聚酶链反应(RT-PCR)检测转录因子PDX-1和上皮细胞标志抗原CK-19(cytokine-19)在分化各个阶段的表达,Western blotting检测分化各阶段贴壁细胞、衍生胰岛和成熟胰岛的PDX-1蛋白表达,探讨胰管上皮细胞分化过程中PDX-1表达的意义。
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910190210.4(22)申请日 2019.03.13(71)申请人 武汉大学地址 430072 湖北省武汉市武昌区珞珈山(72)发明人 蒋卫 檀梦天 (74)专利代理机构 武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 42222代理人 彭劲松(51)Int.Cl.C12N 5/071(2010.01)C12N 5/0735(2010.01)C12N 5/10(2006.01)(54)发明名称一种由人多能干细胞分化获得胰腺前体细胞及胰岛β细胞的方法(57)摘要本发明提供了一种由人多能干细胞分化获得胰腺前体细胞以及胰岛β细胞的方法。
在由人多能干细胞来源的内胚层细胞向胰腺谱系细胞特化过程中,通过阶段性加入WNT信号通路抑制剂可以提高人多能干细胞向胰腺前体细胞分化效率。
本发明在提高胰腺前体细胞分化效率后,进而提高成熟的胰岛β细胞分化效率。
该方法适用于不同细胞系的胰腺分化,获得大量胰岛β细胞,为糖尿病细胞治疗、药物筛选、疾病模型等提供有力的支持,具有良好的应用前景。
权利要求书2页 说明书13页序列表2页 附图6页CN 109749986 A 2019.05.14C N 109749986A权 利 要 求 书1/2页CN 109749986 A1.一种由人多能干细胞分化获得胰腺前体细胞及胰岛β细胞的方法,其特征在于:所述的方法步骤为:1)人多能干细胞分化为定型内胚层细胞:a.配制定型内胚层阶段培养基1,将人多能干细胞使用所述培养基于37摄氏度二氧化碳培养箱内培养1天;b.配制定型内胚层阶段培养基2,将经过上述步骤a培养后的细胞更换为定型内胚层阶段培养基2,于37摄氏度二氧化碳培养箱内培养3天,每天更换培养基;所述定型内胚层阶段培养基1的组成为:以IMDM培养基和F12培养基以1:1比例混合做基础培养基,还包括下述工作浓度成分:0.2%牛血清白蛋白(BSA)、1%青霉素、1%链霉素、100ng/ml重组人激活素-A(Activin A)、50ng/ml Wnt3a蛋白,所述浓度均为终浓度;所述定型内胚层阶段培养基2的组成为:以IMDM培养基和F12培养基以1:1比例混合做基础培养基,还包括下述工作浓度成分:0.2%牛血清白蛋白(BSA)、1%青霉素、1%链霉素、100ng/ml重组人激活素-A(Activin A),所述浓度均为终浓度;2)诱导定型内胚层细胞向胰腺前体细胞分化:配制胰腺前体细胞培养基,将经过步骤1)培养后的细胞,更换为胰腺前体细胞培养基,于37摄氏度二氧化碳培养箱内培养5天,每天更换培养基;所述胰腺前体细胞培养基的组成为:以MCDB131培养基为基础培养基,还包括下述工作浓度成分:0.5%牛血清白蛋白(BSA)、1.5g/L碳酸氢钠、1×谷氨酰胺(GlutaMAX)、10mM葡萄糖、0.25M的维生素C、1×胰岛素-转铁蛋白-硒-乙醇胺添加剂(ITS-X)、50ng/ml成纤维细胞生长因子(KGF)、0.5μM SANT1(抑制剂靶点为smo)、100nM维甲酸(TTNPB)、500nM佛波醇12,13-二丁酸酯(PDBu)、2μM ALK抑制剂(K02288)、WNT信号通路抑制剂,所述浓度均为终浓度;3)由胰腺前体细胞进一步分化获得胰岛β细胞:a.配制胰岛β细胞培养基1,将经过步骤2)培养后的细胞,更换为胰岛β细胞培养基1,于37摄氏度二氧化碳培养箱内培养5天,每天更换培养基;b.配制胰岛β细胞培养基2,将经过上述步骤a胰岛β细胞培养基1培养后的细胞,更换为胰岛β细胞培养基2,于37摄氏度二氧化碳培养箱内培养5天,每天更换培养基;所述胰岛β细胞培养基1的组成为:以MCDB131培养基为基础培养基,还包括下述工作浓度成分:20m M的葡萄糖、2%牛血清白蛋白(B SA)、1.5g/L碳酸氢钠、1×谷氨酰胺(GlutaMAX)、0.05mM维生素C、1×胰岛素-转铁蛋白-硒-乙醇胺添加剂(ITS-X)、2μM ALK抑制剂(K02288)、1μM三碘甲状腺原氨酸(T3)、10μM YO-01027(Notch信号通路抑制剂)、10μM 硫酸锌,所述浓度均为终浓度;所述胰岛β细胞培养基2的组成为:以MCDB131培养基为基础培养基,还包括下述工作浓度成分:20m M的葡萄糖、2%牛血清白蛋白(B S A)、1.5g/L碳酸氢钠、1×谷氨酰胺(GlutaMAX)、0.05mM维生素C、1×胰岛素-转铁蛋白-硒-乙醇胺添加剂(ITS-X)、1μM三碘甲状腺原氨酸(T3)、10μM Repsox(ALK5抑制剂)、10μM维生素E、10μg/ml肝素钠、2μM R428(Axl 抑制剂)、10μM硫酸锌、10mM N-乙酰-L-半胱氨酸(N-cys),所述浓度均为终浓度。
干细胞的分化与定向诱导技巧干细胞是具有自我更新能力和多向分化潜能的一类基础细胞。
在医学领域,干细胞具有广阔的应用前景,可以用于组织重建、疾病治疗以及新药研发等方面。
干细胞的分化与定向诱导是实现这些应用的关键步骤,本文将介绍干细胞分化的基本原理和常用的定向诱导技巧。
干细胞分化的基本原理是指通过调控细胞内外环境来引导干细胞向特定细胞类型分化的过程。
在自发分化过程中,干细胞通过自身的遗传调控和信号传导路径来实现分化。
而定向诱导技巧则是通过外部介入,利用特定的因子和技术手段来控制干细胞的分化方向,使其转变为目标细胞类型。
在干细胞分化的过程中,存在内源性和外源性两种分化信号。
内源性信号是指体内存在的调控因子,如基因表达调控和细胞信号通路等。
外源性信号则是指通过外部途径引入的调控因子,如特定细胞因子和生化材料等。
这些信号可以单独或联合作用,通过激活或抑制细胞内特定信号通路,从而实现干细胞向特定细胞类型的转变。
定向诱导技巧主要包括生化诱导和物理诱导两种方法。
生化诱导是利用生物化学因子来诱导干细胞的分化。
常见的生化诱导因子包括生长因子、转录因子和化学物质。
生长因子可以通过激活特定信号通路促进细胞增殖和分化,转录因子则可以通过与DNA结合来控制基因表达,进而诱导细胞分化。
化学物质则可以改变细胞内的环境,如酶抑制剂和分化诱导剂等。
生化诱导的优势在于可以精确地调控分化的时间和程度,但其不足之处在于需要优化诱导因子的浓度和时间,以及需要解决因子稳定性和细胞毒性等问题。
物理诱导是利用物理力学原理来诱导干细胞的分化。
常见的物理诱导方法包括微环境模拟和力学刺激。
微环境模拟是通过模拟细胞自然生长环境,如细胞外基质、细胞间隙和培养基等,来提供合适的生长条件和机械性刺激,从而引导干细胞的分化。
力学刺激是通过应用机械压力、牵拉力或剪切力等来调节细胞内外环境,从而影响干细胞的分化。
物理诱导的优势在于可以模拟细胞自然生长环境,更好地保持细胞功能和生化特性,但其不足之处在于需要优化刺激力的强度和时间,以及需要解决刺激对细胞的毒性和特异性等问题。
诱导型多能干细胞的诱导和应用多能干细胞是可以分化成多种细胞类型的细胞,因此在医学领域中具有很大的应用价值。
从最初的胚胎干细胞到现在的诱导型多能干细胞,细胞技术的发展给医学带来了许多新的治疗和治疗方法。
本文将重点介绍诱导型多能干细胞的诱导和应用。
一、诱导型多能干细胞的诱导诱导型多能干细胞是指在体细胞中引入能够编程的基因,重编程体细胞使其回到多能干细胞的状态。
通过高度重组的DNA序列,可以前向编程成人类多能干细胞。
诱导型多能干细胞具有多能性和自我更新能力,可以用于体外的细胞培养以及治疗。
1.重编程技术诱导型多能干细胞的重编程技术,也称为“基因修饰技术”。
该技术主要通过引入四个转录因子(Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc)来引起干细胞的重编程。
重编程让细胞回到胚胎干细胞的状态,即在若干个基因的表达被抑制的情况下,可以使一般的细胞具有分化成多种细胞类型的能力。
2.邻居细胞(贡献)在重编程时,主要包括两个步骤:将体细胞极度重组为多能干细胞前体状态,并通过紫外线照射或钙离子刺激等方法转化为体外诱导型多能干细胞。
我们认为,主要原因是邻居细胞的影响,使某些基因表达模式被抑制,给它们的细胞成为多能干细胞留下了适合的基因表达模式。
3.对诱导型多能干细胞的诱导对诱导型多能干细胞的培养,我们可以使用多种细胞培养技术。
其中包括基本的细胞生物学、分子生物学技术和诱导生物学技术等。
我们可以通过半固体培养技术、3D细胞培养技术以及微流控芯片技术等方法进行培养。
可以在合适的营养条件和合适的环境中让多能干细胞成熟和分化。
二、诱导型多能干细胞的应用诱导型多能干细胞有着广泛的应用:从治疗一系列疾病到治疗其他疾病。
已经有许多疾病使用多能干细胞疗法治疗,包括心脏病、血液病、神经退行性疾病、糖尿病以及肝脏病等。
1.心脏病的治疗使用诱导型多能干细胞进行心脏病治疗的方法,主要有三种:起搏器、心肌移植和心肌细胞移植。
这些方法都可以直接将多能干细胞移植到心脏或患处进行治疗,可成为心脏疾病的有效治疗方法,改善心肌缺血、心功能障碍,甚至实现心肌再生。
CRTER青岛大学医学院附属医院内分泌科,山东省青岛市266003杨芬★,女,1966年生,河南省安阳市人,汉族,青岛大学医学院在读硕士,主要从事诱导分化胰岛干细胞方面的研究。
aywxyf@126.com中图分类号:R587.1文献标识码:A文章编号:1673-8225(2007)07-01333-04收稿日期:2006-10-19修回日期:2006-12-06(06-50-10-7548/ZS・LL)胰岛干细胞来源及诱导分化与分子标记物★杨芬,杨乃龙Sources,induceddifferentiationandmolecularmarkersofpancreaticstemcellsAbstractOBJECTIVE:Pancreaticstemcelltransplantationisanewapproachfordiabetestreatment.Itmayovercometheshortageofhumandonorisletsandavoidthelong-termapplyingofimmunitydepressors.Inthisarticle,wereviewtherecentprogressofthesources,induceddifferentiationandthemolecularmarkersofpancreaticstemcells.DATASOURCES:Acomputer-basedonlinesearchofPUBMEDwasundertakentoidentifyrelativearticlespublishedinEnglishfromJune1997toJune2006withthekeywordsof"pancreatic,stemcell,differentiate,marker".Meanwhile,wesearchedWanfangdatabasefortherelatedChinesearticlespublishedbetweenJune1997andJune2006withthesamekeywordsinChinese.STUDYSELECTION:Thearticleswerefirstlyselectedandthequotationscitedbyeveryarticlewerelookedover.Inclusivecriteria:Thearticlesfocusingonthesource,induceddifferentiationandmolecularmarkersofpancreaticstemcells.Exclusivecriteria:RepeatedexperimentsorMetaanalysisarticles.DATAEXTRACTION:Accordingtotheinclusivecriteria,31articleswerefinallyselectedamongthe82onescollectedfromdatabases.Fifty-oneolddataorduplicatedresearcheswereexcluded.Amongthe31selectedarticles,6presentedthemainconceptions,15wererelatedtothesourcesofpancreaticstemcellanditsinduceddifferentiation,9werefocusedonthesurfacemolecularmarkersand2discussedthemajorobstaclesatpresent.DATASYNTHESIS:Stemcellsarepluripotentialcellswiththeabilitytoself-renew;theyareclassifiedintotwomajorclasses:embryonicstemcellandadultstemcell.Pancreaticstemcells,belongingtotheadultstemcells,coulddifferentiateintotubecells,insulin-secretingcells,exocrinecellsandotherspecificpancreatictissuecells,whichpossessthefundamentalpropertiesoflong-termproliferationandself-renewal.Thestudiesonthesources,induceddifferentiationandmolecularmarkersofpancreaticstemcellsareextremelyusefulforthetreatmentofdiabetes.Recentstudieshaveshownthatbesidesgeneengineering,insulin-secretingcellsaremainlygeneratedfromthedifferentiationofembryonicstemcellsandadultstemcellssuchaspancreaticductepithelialcells,nestin-expressingpancreaticstem/precursorcells,bonemarrowmesenchymalstemcellsandhaematopoieticstemcells.Theinvestigationonthemolecularmarkersofpancreaticstemcellsurfaceisessentialtothebasicandclinicalresearch.PDX-1,nestin,CK-19,CK-20,Ngn3andPGP9.5arethemajormarkersusedintheidentification,isolationandpurificationofpancreaticstemcells.CONCLUSION:Theinvestigationsonisletcellsandpancreaticstemcellstransplantationsarepromoting.Significantadvancementsinsearchforthesourcesandidentificationofpancreaticstemcellshavebeenachieved.However,manyobstaclesshouldbeovercomebeforeanyclinicalbreakthroughscanbeexpected.Withthesignificantimprovementinstemcellresearchandtechniques,itispossibletoobtainenoughpancreaticstemcellsfrominvitroculturefortransplantation.YangF,YangNL.Sources,induceddifferentiationandmolecularmarkersofpancreaticstemcells.ZhongguoZuzhiGongchengYanjiuyuLinchuangKangfu2007;11(7):1333-1336(China)[www.zglckf.com/zglckf/ejournal/upfiles/07-7/7k-1333(ps).pdf]摘要目的:胰岛干细胞移植是治疗糖尿病的一条新途径,可避免胰腺供体匮乏及长期使用免疫抑制剂的问题。
体外诱导干细胞分化为胰腺β细胞的途径及研究近况(一)
【摘要】查阅了近年来关于研究胰岛素分泌细胞(ISC)来源的相关中、外文献,提示干细胞作为主要的ISC来源治疗糖尿病已成为可能,综述了以干细胞为主要来源的几种诱导分化为胰腺β细胞的途径及其研究近况。
【关键词】糖尿病干细胞胰腺β细胞综述
糖尿病(diabetesmellitus,DM)是影响人类健康的主要疾病之一,胰腺内分泌β细胞功能下降所导致的胰岛素分泌不足、糖代谢紊乱是糖尿病的重要原因,在研究发病机理的同时,研究胰岛细胞的功能状态是其中很重要的一个部分。
目前诸多试验证明1],胰岛β细胞替代疗法——胰岛细胞移植是治愈糖尿病的有效方法。
因糖尿病患者数量巨大,细胞来源问题亟待解决;而干细胞(stemcell,SC)作为一类具有多向分化潜能的细胞,已逐渐成为胰岛β细胞替代物的理想资源。
传统的细胞替代疗法——胰岛移植存在供体数量不足和免疫排斥的问题,而胰腺干细胞移植有望克服上述缺陷。
本文通过查阅近年来的相关中、外文献,综述了几种诱导分化为胰腺β细胞的途径及研究近况。
1干细胞概述
近年来,随着免疫抑制剂的改进及细胞移植技术的不断成熟,胰岛细胞移植已成为治愈1型和部分2型糖尿病的首选治疗方法。
而干细胞因具有高度的增殖和多向分化的潜能而成为当今的研究热点。
干细胞的另一优势是可自体来源,避免了免疫抑制剂的使用,将为糖尿病的
细胞替代治疗提供了新的思路。
干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞,分为胚胎干细胞(embryonicstemcell,ESC)和成体干细胞(adultstemcel1,ASC)。
2胰岛素分泌细胞(insulinsecretingcells,ISC)的来源
目前的研究成果表明有几条途径可以获得胰岛素分泌细胞2]。
(1)成体干细胞或胰腺前体细胞:其来源包括脐带血、骨髓、中枢神经系统、肝脏、胰腺等,如胰腺导管上皮细胞、Nestin阳性的胰岛前体细胞、新生儿胰岛等。
(2)胚胎干细胞:如鼠和人的胚胎干细胞。
(3)胰腺以外的新生胰岛素分泌细胞:如骨髓间充质干细胞、PDX1(Pancreaticandduodenalhomeobox1)阳性细胞、其他组织干细胞,另外还有新生猪胰腺来源的胰岛前体细胞。
(4)利用基因工程技术得到的ISC。
2.1成体干细胞
成体干细胞是从胎儿或成年组织中分离克隆的能自我更新、且在自然分化条件下首先分化为本组织各种细胞的多潜能干细胞。
近年的研究3]发现成体干细胞具有跨系统分化的特性,即“可塑性”,可以通过定向分化扩增获得足够数量的β细胞。
但是用于分化为胰岛细胞的主要为胰腺干细胞。
2.1.1胰源性胰腺干细胞
目前认为成年后胰腺β细胞的再生主要来自于自我复制,其次是胰腺前体细胞的转分化,随着个体年龄的增长,前者所占的比例渐增。
胰
腺干细胞不仅存在于胰腺导管上皮细胞中,也存在于胰腺实质及腺泡内。
很显然,扩增及诱导胰源性胰腺干细胞分化是获得β细胞替代物的更直接的途径。
BonnerWeir4]从人胰腺导管上皮细胞诱导分化得到胰岛样细胞,胰岛素分泌试验表明,这些细胞在葡萄糖诱导下可产生胰岛素。
宋振顺等5]使用人胰腺组织在体外培养转分化出较多具有内分泌功能的胰岛也证明成人胰腺的导管上皮具有干细胞潜能。
2.1.2巢蛋白(nestin)阳性干细胞
巢蛋白为神经干细胞的标志物,表达于胰腺外分泌腺泡内、胰岛和导管内。
近年来,有学者从成人6]和成年大鼠7]的胰岛中分离到Nestin 阳性细胞,体外培养有高度增殖能力和多向分化能力,能被诱导分化成为胰腺内分泌细胞、外分泌细胞和导管细胞,有希望用于糖尿病的细胞治疗。
2.1.3骨髓、脾源性胰腺干细胞
骨髓间充质干细胞因其易于获得、分选和体外培养,具有良好的分化潜能和植入组织的能力而成为胰腺干细胞来源的研究对象。
而体外定向诱导骨髓细胞分化为功能性胰岛进行自体移植,能避免异体移植引起的免疫排斥反应。
Choi等8]用大鼠胰腺再生抽提物体外诱导培养骨髓间充质细胞,分化为表达胰岛素、胰高血糖素、胰腺多肽和生长抑素的类胰岛,葡萄糖刺激,释放胰岛素。
国内呼莹等9]通过将l0~20周胎儿的胰腺细胞在SF(含2%FCS)中培养,对其细胞表型、生长周期、因子表达、诱导分化进行研究,实验证明胰腺中存在间充质干细胞,
且能向成骨细胞、成软骨细胞、脂肪细胞分化,也为胰岛的体外扩增提供了实验参考。
脾间充质细胞联合弗氏不完全佐剂移植后也可以转分化为胰腺β细胞,逆转NOD大鼠(非肥胖糖尿病大鼠)的高血糖10-11]。
2.1.4神经源性胰腺干细胞
神经细胞和胰岛细胞均起源于内胚层,所以推断它们可能具有共同的发育途径和诱导分化通路。
研究发现11]从胎鼠大脑提取神经干细胞,经EGF、FGF2(成纤维细胞生长因子-2)扩增,全维甲酸等诱导后,细胞可以表达前胰岛素原mRNA和成熟β细胞所具备的转录和功能元件(PDX1,Islet1),在甲苯磺丁脲和葡萄糖的刺激下,以引起细胞内钙离子浓度的增加和胰岛素释放,部分细胞表达C肽。
2.1.5肝源性胰腺干细胞
在胚胎发育过程中,肝脏和腹胰起源于前肠末端内胚层同一种细胞。
因此,一些研究者认为胰腺和肝脏中存在共同的干细胞,存在于肝脏的干细胞可转分化为功能性胰岛细胞。
Yang等12]报道体外高糖诱导培养,成年大鼠肝脏卵圆细胞转分化为功能性胰岛细胞,表达pdx1、pax4、pax6、insulinⅠ、insulinⅡ和glucagon,葡萄糖刺激,分泌insulin。
将200个诱导细胞团移植在STZ制备的糖尿病小鼠肾囊内,10d后,糖尿病小鼠血糖水平降低。
SuzukiA等13]也报告成功地从肝脏干细胞诱导分化产生出胰腺β细胞。
2.1.6肠源性胰腺干细胞
SuzukiA等14]研究发现,胰高血糖素样肽1(GLP1)可诱导小鼠肠上皮
细胞分化为胰岛素和胰高糖素表达阳性的细胞,在葡萄糖刺激下可分泌胰岛素,将经GLP1诱导的空肠移植入糖尿病鼠体内,移植组小鼠与对照组相比,血糖和体质量均有明显下降。
2.1.7皮肤源性胰腺干细胞
皮肤源性多潜能干细胞具有分布广泛、易于获取、可用于自体移植等优势,体外实验11]表明皮肤干细胞培养后可表达胰腺细胞、神经细胞、上皮细胞和肝细胞相关基因,当在含角质细胞生长因子(Keratinocytegrowthfactor,KGF)、EGF、尼克酰胺培养基中培养2周后皮肤干细胞转变为上皮样细胞,继续培养2周可得到胰岛素阳性细胞。