4月8日，Nature Protocols在線發(fā)表了中國科學(xué)院分子細胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心（生物化學(xué)與細胞生物學(xué)研究所）曾藝研究組題為Isolation of mouse pancreatic islet Procr+ progenitors and long-term expansion of islet organoids in vitro的最新研究成果。該研究工作建立了分離小鼠胰島中Procr干細胞并在體外長期擴增小鼠胰島類器官的技術(shù)方法。

近年來，胰島移植作為新興的糖尿病治療方法，在臨床應(yīng)用上取得了一定成功，但供體胰島的嚴重不足限制了該治療手段的進一步普及。因此，發(fā)展在體外產(chǎn)生大量表達胰島素的β細胞的技術(shù)方法具有臨床應(yīng)用價值。此前的方法主要有兩種，第一種是基于胚胎干細胞（ESCs）和誘導(dǎo)性多能干細胞（iPSCs）的定向誘導(dǎo)分化獲取功能性胰島細胞。這類研究在國際多個實驗室開展，已取得進展。然而，該方法仍需要體外多步驟誘導(dǎo)分化，工藝復(fù)雜、時程長，其中混雜的未能完全分化的細胞具有成瘤隱患；第二種是以胰腺組織的細胞為來源，從胰腺導(dǎo)管細胞 (Duct cells) 或胰島α細胞轉(zhuǎn)分化產(chǎn)生β細胞，但現(xiàn)階段這類方法效率低，不能大量產(chǎn)生β細胞?？蒲腥藛T認為，以胰島的成體干細胞為來源，在體外制備功能性胰島類器官，理論上是更安全、分化途徑最短、工藝最簡單地獲得β細胞的方法。此外，β細胞的功能（響應(yīng)糖刺激、分泌胰島素）需要胰島內(nèi)其它各類內(nèi)分泌細胞（α，delta, pp）的相互作用，從成體干細胞為來源的胰島類器官正是包含胰島所有的內(nèi)分泌細胞類型，展現(xiàn)出該方法獲得的“人工胰島”功能的卓越性。

曾藝研究組長期致力于成體干細胞的研究，包括鑒定干細胞身份屬性、確定干細胞信號調(diào)控機制、研究干細胞與疾病的關(guān)系以及建立基于干細胞的體外類器官培養(yǎng)體系等。前期研究發(fā)現(xiàn)并鑒定了小鼠胰島成體干細胞，并建立了小鼠胰島類器官體外長期擴增的培養(yǎng)體系。此次研究工作詳細分解了小鼠胰島類器官培養(yǎng)的技術(shù)方法。首先，研究描述了如何從小鼠中分離Procr胰島干細胞，接著通過干細胞與血管內(nèi)皮細胞的共培養(yǎng)方法，建立了體外高效形成可長期擴增的胰島類器官體系，可使這類胰島類器官達到成熟狀態(tài)，最后提供了體外、體內(nèi)評估胰島類器官成熟程度和功能有效性的多個下游試驗方法。該研究為體外長期培養(yǎng)并獲得大量功能性小鼠胰島β細胞貢獻了詳細的技術(shù)方法，也為體外獲得大量人胰島β細胞提供了重要提示。

研究工作得到分子細胞卓越中心細胞分析技術(shù)平臺、中科院上海營養(yǎng)與健康研究所生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)中心的支持，獲得中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項、科學(xué)技術(shù)部、國家自然科學(xué)基金委員會等的支持。

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研究建立基于Procr干細胞的體外長期擴增胰島類器官的新方法

來源： 分子細胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心