模擬胚胎髮育的一系列步驟,顯著提高了製造胰島素分泌細胞的效率。一組研究人員報告稱,透過在培養皿中將一系列化學物質應用於人類胚胎幹細胞,他們已經培育出類似於幼年胚胎中胰腺組織的細胞層。這些細胞最終可能適用於治療糖尿病。
胚胎幹細胞是醫學研究的寶庫,因為它們有可能替代幾乎任何型別的衰竭或受損組織。一個典型的例子是,研究小組已經證明,胚胎幹細胞可以轉變成產生胰島素的胰腺細胞,稱為β細胞。在糖尿病患者中,這些細胞已經停止正常工作。然而,Novocell這家聖地亞哥生物技術公司的首席科學官伊曼紐爾·貝奇表示,先前的轉化例項是零星且效率低下的,它們出現在移植到動物體內或類似胚胎的細胞團中的細胞中。貝奇說,隨意製造胰腺細胞的關鍵在於追溯源頭——所謂的定型內胚層,即胚胎組織層,它產生包括胰腺在內的所有腸道器官。“沒有它,你就無法制造胰腺細胞,”他說。
Novocell的研究人員此前已經發表了一種方法,透過應用已知可以刺激生長胚胎內胚層發育的化學物質,從培養的胚胎幹細胞中培育內胚層。在一篇於10月19日在《自然生物技術》雜誌線上發表的論文中,該研究小組描述了接下來的步驟:他們向他們已經創造的內胚層添加了另外四組生長因子,仍然遵循在生長胚胎中破譯的途徑。研究人員報告稱,平均而言,7%的最終細胞產生了包括胰島素在內的所有五種胰腺激素,並且所含胰島素幾乎與成年β細胞一樣多。“我們真正做的是將發育生物學應用於幹細胞生物學,”貝奇說。“這些細胞確實可以做到;你只需要瞭解如何與它們合作。”
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然而,這些細胞仍然不成熟。因此,與成熟細胞不同,它們不會對葡萄糖產生胰島素反應,並且需要進一步的促使才能達到成熟狀態。儘管如此,丹麥根托夫特哈格多恩研究所的β細胞生物學家奧勒·馬德森說,“很多人對這篇論文感到興奮”。“最大的新穎之處在於一切都受到控制。這有點像一個明確的程式。”馬德森指出,Novocell製造內胚層的方法已在其他實驗室得到重複。他表示,假設新工作也同樣如此,“這讓人們對取得比預期更快的進展抱有希望。”