細胞重編程「助力」糖尿病個性化細胞治療!

近期,糖尿病個性化細胞治療又向前邁了一步。1月6日,發表在Nature Communications上的一項研究中,Gladstone研究所和加州大學舊金山分校(UCSF)的科學家們成功將人皮膚細胞轉化成了功能齊全的胰腺細胞。這些細胞能夠響應變化的血糖水平產生胰島素。

這項研究描述了科學家們如何利用細胞重編程技術有效地擴大胰腺細胞的生產,在可控的條件下產生數萬億的靶細胞。這一生產能力能夠為患者提供極大的幫助,開闢疾病模型和藥物篩查的新途徑。

首先,研究人員利用大量的藥物和遺傳化合物將皮膚細胞重編程為內胚層祖細胞。這一技術的優點是細胞不必回到多能幹細胞狀態,這使得科學家們能夠更快地將其轉化為胰腺細胞。然後,研究人員添加了另外四個分子(EGF、bFGF、A83-01和CHIR99021),使內胚層細胞迅速增殖,同時監視它們以確保沒有腫瘤形成的任何證據。最後,研究人員首先將胚層細胞轉化為胰腺前體細胞,再變成功能齊全的胰腺β細胞。

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本文通訊作者之一、UCSF 糖尿病中心主任Matthias Hebrok博士說:「我們的研究結果首次證明了人皮膚細胞能夠高效的產生功能性的胰腺細胞,與人類β細胞功能相似。」

論文的共同通訊作者、Gladstone研究所Roddenberry幹細胞中心的資深研究員丁勝博士說:「與先前的方法相比,這一新的細胞重編程和擴增模式可持續性更強。該技術能夠在多個步驟中大規模的增加細胞產量,且保證質量控制。」

近期部分研究成果一覽

丁勝是國際著名的幹細胞化學生物學家,其團隊開創了用4個蛋白誘導ips的技術先河,是目前唯一完全避免避免改變基因組的ips誘導方法。2015年12月25日,清華大學藥學院正式成立,丁勝博士任藥學院首任院長。以下近期部分研究成果:

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2015年2月5日,發表在《細胞幹細胞》雜誌上的一項研究中,Gladstone研究所的科學家們發現了一種有效提高CRISPR技術效率的方法。丁勝是該研究的通訊作者之一。通過與斯坦福大學的同事進行合作,研究人員鑒定出兩種小分子化合物能夠顯著提高插入細胞DNA中的新遺傳信息。此外,他們還發現了兩種抑制DNA插入、但增強DNA刪除的化合物。[詳細]

2015年6月4日,發表在Nature Protocols上的一項研究中,丁勝及其同事開發了一種新的轉分化技術CASD。他們用重編程因子短暫處理體細胞使其達到某種過渡狀態(cell activation),然後通過可溶的譜系特異性信號(signaling-directed)把其重編程為不同類型的細胞,整個過程沒有建立多能狀態。[文獻]

2015年10月26日,發表在Nature Cell Biology雜誌上的一項研究中,丁勝領導研究團隊揭示了自噬在代謝重編程中起到了重要作用。研究人員發現,不依賴Atg5的自噬介導了iPS重編程中的線粒體清除。阻斷不依賴Atg5的自噬,能夠抑制線粒體清除,進而阻礙iPS細胞的誘導。進一步研究表明,AMPK似乎位於這一自噬通路的上游。用小分子靶標AMPK可以在代謝重編程過程中對線粒體清除進行調控。[文獻]

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