糖尿病细胞疗法要来了？哈佛研究突破β细胞再生一大瓶颈

在《自然》杂志论文中，来自哈佛大学的一支团队带来了一个令人振奋的好结果——利用干细胞培育和分离技术，他们成功获得了大量能够制造胰岛素的胰岛β细胞。这有望为糖尿病患者带来全新的再生疗法！

在这项研究中，科学家们针对的是1型糖尿病。由于目前还未知的原因，罹患1型糖尿病的患者，其胰岛β细胞会被免疫系统所攻击，导致胰脏无法顺利制造胰岛素，促生糖尿病症状。针对这一现象，科学家们正在尝试体外培育胰岛β细胞，以求为这些糖尿病患者带来细胞再生疗法。

哈佛大学的Douglas Melton教授就是这一领域的专家之一。2014年，他的团队就在《细胞》杂志上刊发了一项重磅研究——在合适的诱导条件下，干细胞可以分化为具有功能性的胰岛β细胞！这表明我们能够让患者细胞在体外培育条件下，让属于患者自身的细胞产生胰岛素，用于治疗糖尿病。

但这一突破依旧有可以提高的余地。科学家们指出，在分化出的大量细胞中，只有30%属于胰岛β细胞。“我们需要真正理解剩下70%的细胞是啥。” Melton教授课题组的研究生Adrian Veres说道，他也是本篇《自然》论文的第一作者。

近年来，单细胞测序技术的蓬勃发展，让我们得以了解大量细胞之间的异同。尽管由同一个来源分化出的细胞具有相同的基因组，但不同细胞所激活的基因各有不同，这也导致了细胞在形态和功能上的差异。而利用单细胞测序技术，我们能从成千上万个细胞中找到具有类似表达模式的细胞“小团体”，从而更准确地将它们进行区分。

如预期一样，研究人员们在分化得到的细胞中，找到了许多和正常胰脏细胞具有相似基因表达模式的细胞小团体。这些细胞包括制造胰高血糖素的α细胞和制造胰岛素的β细胞。而进一步的分析还探明，在分化出的β细胞上，还高表达有一种叫做CD49a的特殊蛋白。利用这种蛋白，我们有望对“β细胞”进行富集，大大提高这些细胞的比例。

▲本研究对胰岛β细胞的富集示意图（图片来源：《自然》）

这一设想很快在后续的研究中得到了验证。研究人员们首先使用了一种特殊的抗体，它的一端能结合CD49a，可以识别这些β细胞，而它的另一端则是藻红蛋白（phycoerythrin ）。随后，研究人员们再加入了一种能够结合藻红蛋白的微珠。在磁力的作用下，这些微珠开始聚集，并通过“藻红蛋白 - CD49a抗体”，顺利地把胰岛β细胞给聚集起来。

研究人员们指出，在这样的富集后，干细胞分化出的细胞里，高达80%都是胰岛β细胞！

与糖尿病细胞疗法公司Semma Therapeutics合作，研究团队们期望这一技术能尽快得到医学转化，造福患者。Semma公司在2017年曾获得通和毓承参与的1.14亿美元B轮融资，旨在为1型糖尿病带来干细胞疗法。其细胞生物学研发副总裁称，纯度更高的细胞，能让科学家们使用侵入性更小的设备来将细胞递送到患者体内。

接下来，研究人员们将探究一个更为重要的问题——在这80%高纯度的胰岛β细胞之外，我们是否还需要其他细胞类型。“也许你需要更多其他细胞来调控β细胞，让他们正常工作，”本文第一作者Adrian Veres说道：“我们将探索这些细胞类型是否会互相影响。”

我们期待在生物技术公司的助力下，这一技术能早日成为潜在的创新疗法，为全球1型糖尿病患者带来希望！

参考资料：

[1] Adrian Veres et al., (2019), Charting cellular identity during human in vitro β-cell differentiation, Nature,DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-019-1168-5

[2] Advancing cell therapy for diabetes, Retrieved May 8, 2019, from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-05/hu-act050719.php