研究人员在实验室中培育出了一种能发展循环系统的人类胰腺胰岛,分泌胰岛素等激素,并成功地治疗了在移植后的小鼠身上发生的突发性1型糖尿病。

在细胞报告发表的一项研究中,科学家们使用了一种新的生物工程过程,他们称之为“自凝细胞培养”。美国辛辛那提儿童医院医疗中心和日本横滨市大学(YCU)的研究人员说,这项技术有助于推动医学科学更接近于某一天从人体自身细胞中培育出人体器官组织,用于再生治疗。

这种方法可以作为治疗1型糖尿病的主要治疗策略,每年有79000个新诊断病例,”来自辛辛那提儿童干细胞和器官医学中心的医学科学家Takanori takbe说。“这是一种永远不会消失的危及生命的疾病,因此,开发有效的、可能永久的治疗方法将帮助世界各地数以百万计的儿童和成人。”

Takebe在YCU再生医学系获得双重任命,强调该技术需要额外的研究,才能在临床上用于治疗。走出自然的道路

科学家用捐赠的人体器官细胞(胰脏,心脏,脑等),小鼠器官细胞和诱导多能干细胞(iPS)测试其处理系统。 从一个人的成年细胞(如皮肤细胞)重新编程,iPS细胞像胚胎细胞一样起作用,并且可以在体内形成任何组织类型。

组织工程过程还使用两种类型的胚胎期祖细胞,其支持身体及其特定器官的形成。 祖细胞是间充质干细胞(MSN)和人脐血管内皮细胞(HUVEC)。

使用捐赠的器官细胞,小鼠细胞或iPS细胞,研究人员将这些与MSN,HUVEC以及其他遗传和生物化学材料以及胰岛形成提示结合起来。 在滋养和培养细胞的条件下,这些成分会凝聚并自我组织成胰岛。

研究人员报告说,将组织工程化的胰岛移植到严重1型糖尿病的人源化小鼠模型后,他们解决了动物的疾病。血源的挑战

人类的胰腺胰岛已经可以移植到糖尿病患者进行治疗。不幸的是,移植的成功率相对较低,因为在移植前,这些组织失去了血管和血液供应。作者写道,这使得获得这些程序的患者难以获得最大的健康益处。

研究人员称,尽管基于干细胞的组织工程具有巨大的治疗潜力,但它未来的临床应用仍然面临着确保血液供应来滋养移植组织的关键挑战。

我们需要一种策略,通过及时发展血管网络来确保成功的移植。”谷口智说。“我们在这项研究中证明了自我凝聚细胞培养系统促进组织血管化。”

在这个过程中产生的胰腺胰岛组织,不仅在移植到1型糖尿病的动物模型后迅速发展出了血管网络,而且这些组织也作为内分泌系统的一部分有效地发挥作用——分泌胰岛素等激素,稳定动物体内的血糖控制。

Takebe's和Taniguchi的研究团队已经证明能够使用iPS细胞的“自缩合”细胞培养过程来组织工程化三维人类肝脏器官,其可以在移植到实验室小鼠后血管化。 但是,研究人员表示,直到目前的研究,能够产生在身体样胰岛中血管化的器官组织碎片的能力一直是一个难以捉摸的目标。

相关文章