体外诱导干细胞分化为胰腺β细胞的途径及研究近况(一)
母义明教授干细胞治疗糖尿病的现状与未来
母义明教授干细胞治疗糖尿病的现状与未来在当今医学领域中,干细胞治疗被认为是一种革命性的新方法,可以为多种疾病的治疗提供新的希望。
糖尿病作为一种常见而严重的慢性病,已经引起了广泛关注。
母义明教授作为干细胞研究的专家,一直在致力于探索干细胞治疗糖尿病的有效途径。
本文将探讨母义明教授干细胞治疗糖尿病的现状和未来发展。
一、干细胞治疗糖尿病的现状目前,糖尿病的治疗方法主要包括胰岛素注射和药物治疗两种。
然而,这些方法只能缓解症状和控制血糖水平,而无法根治疾病。
而干细胞治疗作为一种新的治疗模式,具有潜在的转化疗效果。
干细胞主要分为胚胎干细胞和成体干细胞两种。
胚胎干细胞具有多能性,可以分化为各种类型的细胞;而成体干细胞则存在于成年组织中,具有一定的分化潜力。
母义明教授的研究关注的是成体干细胞在糖尿病治疗中的应用。
以胰岛素产生细胞为例,母教授利用成体干细胞可以通过分化为胰岛素产生细胞,以满足糖尿病患者胰岛素产生不足的需求。
通过在动物模型上的实验研究,母教授成功地将成体干细胞分化为胰岛素产生细胞,并成功实现了血糖水平的正常控制。
这为干细胞治疗糖尿病的临床应用提供了重要的依据。
二、干细胞治疗糖尿病的前景虽然干细胞治疗糖尿病的前景充满希望,但仍然存在一些挑战和限制。
首先,干细胞的分化和成熟过程需要时间,糖尿病患者需要较长的时间来等待治疗效果的显现。
此外,干细胞治疗还涉及到免疫排斥等问题,需要具体的个体化治疗方案。
然而,随着科学技术的不断进步,母义明教授认为干细胞治疗糖尿病的前景非常乐观。
首先,干细胞分化技术的不断改进和创新,将使干细胞分化为胰岛素产生细胞的效率得到大幅提高。
其次,借鉴干细胞技术在其他领域的应用经验,可以开展更深入的研究,以找到更好的治疗方案。
未来,糖尿病的干细胞治疗将更加个体化和精准化。
通过对患者的干细胞进行提取和分化,可以实现定制化的治疗方案,提高治疗效果和患者的生存质量。
此外,干细胞治疗还可以与其他治疗手段相互配合,形成多元化的综合治疗模式。
胰岛β细胞再生
胰岛β细胞简介
▪ 胰岛β细胞的基本概念
1.胰岛β细胞是胰腺内分泌细胞的一种,主要负责分泌胰岛素。 2.胰岛素是人体内唯一的降血糖激素,对于维持血糖平衡具有重要作用。 3.胰岛β细胞的功能障碍或数量减少是导致糖尿病等代谢性疾病的主要原因之一。
▪ 胰岛β细胞的发育和分化
1.胰岛β细胞来源于胰腺内胚层的祖细胞,经过多个阶段的分化和发育形成。 2.在发育过程中,胰岛β细胞受到多种转录因子和生长因子的调控。 3.研究胰岛β细胞的发育和分化机制,有助于探索通过干细胞等技术手段修复或替代受损的胰 岛β细胞。
胰岛β细胞再生的细胞来源
1.胰岛β细胞再生主要来源于胰岛内部的干细胞和祖细胞。 2.这些细胞在适当的条件下可以分化为新的胰岛β细胞,补充受 损的胰岛组织。 3.研究这些细胞的来源和分化机制,有助于开发新的胰岛β细胞 再生治疗方法。
胰岛β细胞再生机制
▪ 胰岛β细胞再生的微环境调控
1.胰岛微环境在胰岛β细胞再生过程中发挥着重要的调控作用 。 2.微环境中的细胞成分、细胞外基质和细胞因子等,都会对胰 岛β细胞的再生产生影响。 3.通过调控胰岛微环境,可以促进胰岛β细胞的再生,为糖尿 病的治疗提供新的途径。
▪ 胰岛β细胞分离与培养
1.胰岛β细胞的分离与培养是实验成功的关键步骤,需要保证 细胞活性、纯度和功能。 2.常用的分离方法包括酶消化法、机械分离法和免疫磁珠法等 ,各种方法各有优缺点,需根据实验室条件和研究需求进行选 择。 3.培养条件如培养基成分、培养时间和环境条件等也需要优化 ,以维持细胞正常生理功能和增殖能力。
▪ 生物材料治疗
1.生物材料治疗是一种通过植入生物材料来促进胰岛β细胞再 生的方法。 2.生物材料可以为胰岛β细胞提供适宜的微环境,促进其增殖 和分化。 3.目前常用的生物材料包括聚合物、水凝胶等。
胰腺干细胞及其分离培养
胰腺干细胞及其分离培养随着临床同种胰岛移植治疗糖尿病在近年取得的突破性进展,对胰岛移植治疗的需求日益增多,而供者的严重短缺制约了同种异体胰岛移植的广泛开展。
解决供者短缺的两条可能的途经之一是利用异种供者如猪的组织或器官,但目前仍有如前所述的诸多总问题尚未解决,近年内恐难在临床应用。
另一条解决供者短缺的有效途经则可能是在体外大量培养可用于移植的细胞和组织。
近20年来,人们注意到胰腺的某些肿瘤细胞具有永生性,即在一定条件下可以不断复制、增殖和分化。
因而有研究试图在体外培养并改造这些细胞,使之可在体外大量增殖和培养传代形成一定的细胞系。
然而,由于对这些细胞内在的增殖、分化调控机制的认识尚不够深入,因而这类细胞系有的在植入动物体内后难以调控其增殖及分化,可能形成肿瘤,而有些细胞系则在培养传代过程中逐渐失去了它们在正常生理条件下应有的如合成、分泌胰岛素等功能。
胰腺在其胚胎发育过程中,胚胎胰腺上皮细胞增殖继之分化形成胰腺内的三种类型的细胞:内分泌细胞、腺泡细胞和导管上皮细胞[9]。
在人和啮齿类动物实验中已证实这些细胞的共同祖细胞(progenitor)具有导管上皮细胞的表型,即角朊素细胞19(Cytokeratin-19,CK-19)或角朊细胞素20(Cytokeratin-20,CK-20)[10,11]。
近10年来,可以通过在体外培养外分泌细胞,从而获得成人胰腺内具有导管上皮表型且有增殖潜能的细胞[12,13]。
Langerhans胰岛有4种细胞组成,即可合成激素肽的细胞:1、产生胰岛素的β细胞;2、产生胰高血糖素的α细胞;3、产生生长抑素的δ细胞;4、产生胰多肽的PP细胞。
它们在胰岛内有一定的立体位置和次序,与神经细胞紧邻。
胰腺干细胞存在于胚胎及成年胰腺内,尽管胰腺和中枢神经系统具有不同的起源和功能,但控制这两个器官发育的机理都非常相似[14-16]。
胰岛素促进因子(insulin promoter factor l , IPF-1)亦称(pancreas duodend homeobox 1 , PDX-1 )是一种主要局限于成年胰腺已分化的β细胞内的转录因子。
转录因子PDX-1在猪胰干细胞体外诱导分化过程中的表达及意义
转录因子PDX-1在猪胰干细胞体外诱导分化过程中的表达及意义刘涛;范骥;王春友【摘要】目的检测转录因子PDX-1在体外诱导胰干细胞分化过程中的表达,探讨PDX-1表达的意义.方法自动胰岛分离系统分离胰腺组织,获得纯化的胰管上皮细胞,在有血清培养基(RPMI1640)中进行细胞原代培养,而后在无血清培养基(DMEM/F12)中加入表皮生长因子(EGF)和尼克酰胺(nicotinamide)促进胰管上皮细胞中的干细胞分化.Western Blotting检测分化各个阶段贴壁细胞、衍生胰岛和成熟胰岛PDX-1蛋白表达;逆转录-多聚酶链反应(RT-PCR) 检测PDX-1 mRNA和上皮细胞标志抗原CK-19(cytokine-19)mRNA在分化各个阶段的表达.结果转录因子PDX-1在分化的各个阶段表达逐渐增加,上皮细胞标志抗原CK-19在各个分化阶段表达逐渐减少.结论转录因子PDX-1可能在胰干细胞分化衍生为胰岛的过程中起重要作用.【期刊名称】《中华胰腺病杂志》【年(卷),期】2003(003)001【总页数】3页(P11-13)【关键词】转录因子;PDX-1;胰腺;干细胞;细胞分化;基因表达;猪【作者】刘涛;范骥;王春友【作者单位】430022,武汉,华中科技大学同济医学院协和医院普外科;430022,武汉,华中科技大学同济医学院协和医院普外科;430022,武汉,华中科技大学同济医学院协和医院普外科【正文语种】中文【中图分类】Q25胰岛移植作为一种治疗Ⅰ型糖尿病的手段与传统的胰岛素替代治疗相比有着不可比拟的优越性,但由于供体来源有限,限制了胰岛移植的临床应用。
研究表明[1,2]在哺乳动物胰腺导管上皮中存在干细胞,在一定条件下可增殖分化为胰岛细胞,为寻找丰富的胰岛来源提供了新的思路。
我们对成年猪胰管上皮细胞进行体外培养与分化,逆转录-多聚酶链反应(RT-PCR)检测转录因子PDX-1和上皮细胞标志抗原CK-19(cytokine-19)在分化各个阶段的表达,Western blotting检测分化各阶段贴壁细胞、衍生胰岛和成熟胰岛的PDX-1蛋白表达,探讨胰管上皮细胞分化过程中PDX-1表达的意义。
【CN109749986A】一种由人多能干细胞分化获得胰腺前体细胞及胰岛β细胞的方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910190210.4(22)申请日 2019.03.13(71)申请人 武汉大学地址 430072 湖北省武汉市武昌区珞珈山(72)发明人 蒋卫 檀梦天 (74)专利代理机构 武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 42222代理人 彭劲松(51)Int.Cl.C12N 5/071(2010.01)C12N 5/0735(2010.01)C12N 5/10(2006.01)(54)发明名称一种由人多能干细胞分化获得胰腺前体细胞及胰岛β细胞的方法(57)摘要本发明提供了一种由人多能干细胞分化获得胰腺前体细胞以及胰岛β细胞的方法。
在由人多能干细胞来源的内胚层细胞向胰腺谱系细胞特化过程中,通过阶段性加入WNT信号通路抑制剂可以提高人多能干细胞向胰腺前体细胞分化效率。
本发明在提高胰腺前体细胞分化效率后,进而提高成熟的胰岛β细胞分化效率。
该方法适用于不同细胞系的胰腺分化,获得大量胰岛β细胞,为糖尿病细胞治疗、药物筛选、疾病模型等提供有力的支持,具有良好的应用前景。
权利要求书2页 说明书13页序列表2页 附图6页CN 109749986 A 2019.05.14C N 109749986A权 利 要 求 书1/2页CN 109749986 A1.一种由人多能干细胞分化获得胰腺前体细胞及胰岛β细胞的方法,其特征在于:所述的方法步骤为:1)人多能干细胞分化为定型内胚层细胞:a.配制定型内胚层阶段培养基1,将人多能干细胞使用所述培养基于37摄氏度二氧化碳培养箱内培养1天;b.配制定型内胚层阶段培养基2,将经过上述步骤a培养后的细胞更换为定型内胚层阶段培养基2,于37摄氏度二氧化碳培养箱内培养3天,每天更换培养基;所述定型内胚层阶段培养基1的组成为:以IMDM培养基和F12培养基以1:1比例混合做基础培养基,还包括下述工作浓度成分:0.2%牛血清白蛋白(BSA)、1%青霉素、1%链霉素、100ng/ml重组人激活素-A(Activin A)、50ng/ml Wnt3a蛋白,所述浓度均为终浓度;所述定型内胚层阶段培养基2的组成为:以IMDM培养基和F12培养基以1:1比例混合做基础培养基,还包括下述工作浓度成分:0.2%牛血清白蛋白(BSA)、1%青霉素、1%链霉素、100ng/ml重组人激活素-A(Activin A),所述浓度均为终浓度;2)诱导定型内胚层细胞向胰腺前体细胞分化:配制胰腺前体细胞培养基,将经过步骤1)培养后的细胞,更换为胰腺前体细胞培养基,于37摄氏度二氧化碳培养箱内培养5天,每天更换培养基;所述胰腺前体细胞培养基的组成为:以MCDB131培养基为基础培养基,还包括下述工作浓度成分:0.5%牛血清白蛋白(BSA)、1.5g/L碳酸氢钠、1×谷氨酰胺(GlutaMAX)、10mM葡萄糖、0.25M的维生素C、1×胰岛素-转铁蛋白-硒-乙醇胺添加剂(ITS-X)、50ng/ml成纤维细胞生长因子(KGF)、0.5μM SANT1(抑制剂靶点为smo)、100nM维甲酸(TTNPB)、500nM佛波醇12,13-二丁酸酯(PDBu)、2μM ALK抑制剂(K02288)、WNT信号通路抑制剂,所述浓度均为终浓度;3)由胰腺前体细胞进一步分化获得胰岛β细胞:a.配制胰岛β细胞培养基1,将经过步骤2)培养后的细胞,更换为胰岛β细胞培养基1,于37摄氏度二氧化碳培养箱内培养5天,每天更换培养基;b.配制胰岛β细胞培养基2,将经过上述步骤a胰岛β细胞培养基1培养后的细胞,更换为胰岛β细胞培养基2,于37摄氏度二氧化碳培养箱内培养5天,每天更换培养基;所述胰岛β细胞培养基1的组成为:以MCDB131培养基为基础培养基,还包括下述工作浓度成分:20m M的葡萄糖、2%牛血清白蛋白(B SA)、1.5g/L碳酸氢钠、1×谷氨酰胺(GlutaMAX)、0.05mM维生素C、1×胰岛素-转铁蛋白-硒-乙醇胺添加剂(ITS-X)、2μM ALK抑制剂(K02288)、1μM三碘甲状腺原氨酸(T3)、10μM YO-01027(Notch信号通路抑制剂)、10μM 硫酸锌,所述浓度均为终浓度;所述胰岛β细胞培养基2的组成为:以MCDB131培养基为基础培养基,还包括下述工作浓度成分:20m M的葡萄糖、2%牛血清白蛋白(B S A)、1.5g/L碳酸氢钠、1×谷氨酰胺(GlutaMAX)、0.05mM维生素C、1×胰岛素-转铁蛋白-硒-乙醇胺添加剂(ITS-X)、1μM三碘甲状腺原氨酸(T3)、10μM Repsox(ALK5抑制剂)、10μM维生素E、10μg/ml肝素钠、2μM R428(Axl 抑制剂)、10μM硫酸锌、10mM N-乙酰-L-半胱氨酸(N-cys),所述浓度均为终浓度。
肿瘤诱导分化治疗原理及临床应用
三、诱导肿瘤分化的研究
1.体外分化诱导模型 (1)白血病细胞分化诱导模型
急性髓性白血病细胞株HL-60: 形态:分化为中、晚幼粒、杆状核细胞和分叶核细胞;
生化:出现硝基蓝四氮唑还原性(NBT);
功能:出现吞噬活性及趋化性;
生物学:丧失了在软琼脂培养基上形成集落及裸鼠体内移植成 活的能力。
(2)实体瘤分化诱导模型
1,发热,呼吸窘迫,心包与胸腔积液, 低血压和肾功能衰竭。
2,发生率:23-50% 3,死亡率:30%以上 4,治疗方法:1)立即停药
2)地塞米松 10mg iv,bid。 应用5天以上。
3、ATRA的副作用
1、高颅压综合症:1)停药 2)对症治疗
2、高组织胺综合症:1)停药 2)组织胺拮抗剂
4、砷剂及ATRA协同作用(体外)
人白血病细胞一般采用小鼠腹腔扩散法及裸鼠皮下移植 法;
人实体瘤采用小鼠肾包膜下移植和裸鼠移植建立分化诱 导模型。
疗效评价:根据肿瘤生长抑制和荷瘤鼠生命延长,细胞标记 酶、抗原以及形态的变化来判断。
四、诱导肿瘤细胞分化的调控机制
维甲酸包括多种同分异构体,其中最重 1.核内受体途径要的是13-顺式维甲酸(13-cis-RA)、
(2)巩固治疗: ① As2O3 0.15mg/kg/d D1-5,连续5周,共2周期
后续 ATRA 45mg/m2 D1-7 + DNR 50mg/m2 D1-3,共2周期 ② DNR 60mg/m2 D1-3 + Ara-c 200mg/m2 D1-7,共1周期
后续 Ara-c 1.5-2g/m2/q12h,D1-5,+ DNR45mg/m2 D1-3 , 共1周期+IT 共5次 ③ ATRA 45mg/m2 D1-15,+Ara-c 200mg/m2 D1-4,共1周期, 后续 ATRA 15天,+MIT 10mg/m2/d,共5天,共1周期, 后续 ATRA 15天,+IDA 12mg/m2/d,共1周期, +Ara-c 150mg/m2/8h D1-4,共1周期
干细胞研究
由于伦理的约束,各国政府对人体胚胎干细胞研究的决定还是 比较谨慎,并且也不 允许科学家将人和动物的细胞结合起来进行克隆实验,治疗性克隆 也要经过严格审查和接受监督。
克林顿政府禁止联邦政府经费用于有关克隆人研究,其中包括 人胚胎研究和利用成体细胞核移植技术克隆人体胚胎的研究,但支 持成体细胞核移植技术用于开发人体干细胞技术,研究目的仅限于 预防和治疗严重威胁生命的疾病和医学状况。2000年8月NIH公布实 施人多能干细胞研究指南,支持人多能干细胞研究, 并邀请科学家 申请联邦政府的资金从事这项研究,同时发布了一系列论理学指导 准则,凡申请NIH资金的科学家必须遵守这些论理学准则。如NIH 不支持利用将人成体细胞核移植到人或动物卵细胞产生多能干细胞 研究,不支持将人体干细胞与其他动物胚胎杂合的研究,不支持利 用人体干细胞克隆人胚胎的研究。
饲养细胞的作用是提供ES细胞生长的环境和信号, 分泌多种细胞因子抑制ES细胞分化和促进其增殖。
3. 胚胎干细胞的体外诱导分化
体外ES细胞可模拟体内正常胚胎的发 育过程,分化为含有多种组织细胞的 胚胎体。在这一过程中加入某些细胞 诱导分化因子和化学诱导剂,可使ES 细胞定向诱导分化为神经、造血、心 肌和肌肉、内皮和血管、软骨细胞等。
利用间充质干细胞进行组织工程学具有许多优势:
a. 取材方便且对机体无害, MSC取自自体骨髓简 单的骨髓穿刺即可获得;b. MSC取自自体,由它 诱导而来的组织进行移植时不存在组织配型和免 疫排斥的问题;c. 由MSC分化的组织类型广泛, 可让其分化为各种类型的间充质组织,如骨、软 骨、肌肉肌腱、心肌、真皮组织。
干细胞的分化与定向诱导技巧
干细胞的分化与定向诱导技巧干细胞是具有自我更新能力和多向分化潜能的一类基础细胞。
在医学领域,干细胞具有广阔的应用前景,可以用于组织重建、疾病治疗以及新药研发等方面。
干细胞的分化与定向诱导是实现这些应用的关键步骤,本文将介绍干细胞分化的基本原理和常用的定向诱导技巧。
干细胞分化的基本原理是指通过调控细胞内外环境来引导干细胞向特定细胞类型分化的过程。
在自发分化过程中,干细胞通过自身的遗传调控和信号传导路径来实现分化。
而定向诱导技巧则是通过外部介入,利用特定的因子和技术手段来控制干细胞的分化方向,使其转变为目标细胞类型。
在干细胞分化的过程中,存在内源性和外源性两种分化信号。
内源性信号是指体内存在的调控因子,如基因表达调控和细胞信号通路等。
外源性信号则是指通过外部途径引入的调控因子,如特定细胞因子和生化材料等。
这些信号可以单独或联合作用,通过激活或抑制细胞内特定信号通路,从而实现干细胞向特定细胞类型的转变。
定向诱导技巧主要包括生化诱导和物理诱导两种方法。
生化诱导是利用生物化学因子来诱导干细胞的分化。
常见的生化诱导因子包括生长因子、转录因子和化学物质。
生长因子可以通过激活特定信号通路促进细胞增殖和分化,转录因子则可以通过与DNA结合来控制基因表达,进而诱导细胞分化。
化学物质则可以改变细胞内的环境,如酶抑制剂和分化诱导剂等。
生化诱导的优势在于可以精确地调控分化的时间和程度,但其不足之处在于需要优化诱导因子的浓度和时间,以及需要解决因子稳定性和细胞毒性等问题。
物理诱导是利用物理力学原理来诱导干细胞的分化。
常见的物理诱导方法包括微环境模拟和力学刺激。
微环境模拟是通过模拟细胞自然生长环境,如细胞外基质、细胞间隙和培养基等,来提供合适的生长条件和机械性刺激,从而引导干细胞的分化。
力学刺激是通过应用机械压力、牵拉力或剪切力等来调节细胞内外环境,从而影响干细胞的分化。
物理诱导的优势在于可以模拟细胞自然生长环境,更好地保持细胞功能和生化特性,但其不足之处在于需要优化刺激力的强度和时间,以及需要解决刺激对细胞的毒性和特异性等问题。
诱导型多能干细胞的诱导和应用
诱导型多能干细胞的诱导和应用多能干细胞是可以分化成多种细胞类型的细胞,因此在医学领域中具有很大的应用价值。
从最初的胚胎干细胞到现在的诱导型多能干细胞,细胞技术的发展给医学带来了许多新的治疗和治疗方法。
本文将重点介绍诱导型多能干细胞的诱导和应用。
一、诱导型多能干细胞的诱导诱导型多能干细胞是指在体细胞中引入能够编程的基因,重编程体细胞使其回到多能干细胞的状态。
通过高度重组的DNA序列,可以前向编程成人类多能干细胞。
诱导型多能干细胞具有多能性和自我更新能力,可以用于体外的细胞培养以及治疗。
1.重编程技术诱导型多能干细胞的重编程技术,也称为“基因修饰技术”。
该技术主要通过引入四个转录因子(Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc)来引起干细胞的重编程。
重编程让细胞回到胚胎干细胞的状态,即在若干个基因的表达被抑制的情况下,可以使一般的细胞具有分化成多种细胞类型的能力。
2.邻居细胞(贡献)在重编程时,主要包括两个步骤:将体细胞极度重组为多能干细胞前体状态,并通过紫外线照射或钙离子刺激等方法转化为体外诱导型多能干细胞。
我们认为,主要原因是邻居细胞的影响,使某些基因表达模式被抑制,给它们的细胞成为多能干细胞留下了适合的基因表达模式。
3.对诱导型多能干细胞的诱导对诱导型多能干细胞的培养,我们可以使用多种细胞培养技术。
其中包括基本的细胞生物学、分子生物学技术和诱导生物学技术等。
我们可以通过半固体培养技术、3D细胞培养技术以及微流控芯片技术等方法进行培养。
可以在合适的营养条件和合适的环境中让多能干细胞成熟和分化。
二、诱导型多能干细胞的应用诱导型多能干细胞有着广泛的应用:从治疗一系列疾病到治疗其他疾病。
已经有许多疾病使用多能干细胞疗法治疗,包括心脏病、血液病、神经退行性疾病、糖尿病以及肝脏病等。
1.心脏病的治疗使用诱导型多能干细胞进行心脏病治疗的方法,主要有三种:起搏器、心肌移植和心肌细胞移植。
这些方法都可以直接将多能干细胞移植到心脏或患处进行治疗,可成为心脏疾病的有效治疗方法,改善心肌缺血、心功能障碍,甚至实现心肌再生。
胰岛干细胞来源及诱导分化与分子标记物
CRTER青岛大学医学院附属医院内分泌科,山东省青岛市266003杨芬★,女,1966年生,河南省安阳市人,汉族,青岛大学医学院在读硕士,主要从事诱导分化胰岛干细胞方面的研究。
aywxyf@126.com中图分类号:R587.1文献标识码:A文章编号:1673-8225(2007)07-01333-04收稿日期:2006-10-19修回日期:2006-12-06(06-50-10-7548/ZS・LL)胰岛干细胞来源及诱导分化与分子标记物★杨芬,杨乃龙Sources,induceddifferentiationandmolecularmarkersofpancreaticstemcellsAbstractOBJECTIVE:Pancreaticstemcelltransplantationisanewapproachfordiabetestreatment.Itmayovercometheshortageofhumandonorisletsandavoidthelong-termapplyingofimmunitydepressors.Inthisarticle,wereviewtherecentprogressofthesources,induceddifferentiationandthemolecularmarkersofpancreaticstemcells.DATASOURCES:Acomputer-basedonlinesearchofPUBMEDwasundertakentoidentifyrelativearticlespublishedinEnglishfromJune1997toJune2006withthekeywordsof"pancreatic,stemcell,differentiate,marker".Meanwhile,wesearchedWanfangdatabasefortherelatedChinesearticlespublishedbetweenJune1997andJune2006withthesamekeywordsinChinese.STUDYSELECTION:Thearticleswerefirstlyselectedandthequotationscitedbyeveryarticlewerelookedover.Inclusivecriteria:Thearticlesfocusingonthesource,induceddifferentiationandmolecularmarkersofpancreaticstemcells.Exclusivecriteria:RepeatedexperimentsorMetaanalysisarticles.DATAEXTRACTION:Accordingtotheinclusivecriteria,31articleswerefinallyselectedamongthe82onescollectedfromdatabases.Fifty-oneolddataorduplicatedresearcheswereexcluded.Amongthe31selectedarticles,6presentedthemainconceptions,15wererelatedtothesourcesofpancreaticstemcellanditsinduceddifferentiation,9werefocusedonthesurfacemolecularmarkersand2discussedthemajorobstaclesatpresent.DATASYNTHESIS:Stemcellsarepluripotentialcellswiththeabilitytoself-renew;theyareclassifiedintotwomajorclasses:embryonicstemcellandadultstemcell.Pancreaticstemcells,belongingtotheadultstemcells,coulddifferentiateintotubecells,insulin-secretingcells,exocrinecellsandotherspecificpancreatictissuecells,whichpossessthefundamentalpropertiesoflong-termproliferationandself-renewal.Thestudiesonthesources,induceddifferentiationandmolecularmarkersofpancreaticstemcellsareextremelyusefulforthetreatmentofdiabetes.Recentstudieshaveshownthatbesidesgeneengineering,insulin-secretingcellsaremainlygeneratedfromthedifferentiationofembryonicstemcellsandadultstemcellssuchaspancreaticductepithelialcells,nestin-expressingpancreaticstem/precursorcells,bonemarrowmesenchymalstemcellsandhaematopoieticstemcells.Theinvestigationonthemolecularmarkersofpancreaticstemcellsurfaceisessentialtothebasicandclinicalresearch.PDX-1,nestin,CK-19,CK-20,Ngn3andPGP9.5arethemajormarkersusedintheidentification,isolationandpurificationofpancreaticstemcells.CONCLUSION:Theinvestigationsonisletcellsandpancreaticstemcellstransplantationsarepromoting.Significantadvancementsinsearchforthesourcesandidentificationofpancreaticstemcellshavebeenachieved.However,manyobstaclesshouldbeovercomebeforeanyclinicalbreakthroughscanbeexpected.Withthesignificantimprovementinstemcellresearchandtechniques,itispossibletoobtainenoughpancreaticstemcellsfrominvitroculturefortransplantation.YangF,YangNL.Sources,induceddifferentiationandmolecularmarkersofpancreaticstemcells.ZhongguoZuzhiGongchengYanjiuyuLinchuangKangfu2007;11(7):1333-1336(China)[www.zglckf.com/zglckf/ejournal/upfiles/07-7/7k-1333(ps).pdf]摘要目的:胰岛干细胞移植是治疗糖尿病的一条新途径,可避免胰腺供体匮乏及长期使用免疫抑制剂的问题。
胰岛β细胞系研究概况
胰岛β细胞系研究概况赵冬冬;杨沛霖;段佳慧;林树梅【摘要】Pancreatic islet has the important role in controlling energy metabolism.A rapidly increasing incidence of diabetes in the world has attracted the attention of the scientists in the islet cell biology.However,the separation of islet is difficult and expensive,the function of islet is difficult to obtain more comprehensive understanding in the biological and molecular levels.The cell lines of islet source were only used as a substitute for the original generation of islet cells because the differentiation is not stable in the past.Nowadays,people have established a wide variety of islet β cell lines through ultraviolet light,virus transfection and other methods,they keep a lot of normal key features,and become the effective tools for the study of islet cell biology.The biological characteristics of different kinds of cell lines are different.The main methods to improve cell line features so far are to create more suitable sublines by the method of genetic engineering according to research needs in order to provide conveniences for the different aspects of the study.%胰岛具有控制能量代谢的重要作用.全球糖尿病发病率快速增加,引起了科学家对胰岛细胞生物学研究的重视.然而,胰岛分离困难,且费用昂贵,胰岛功能在生物及分子水平上很难获得更加全面的认识.过去胰岛来源的细胞系由于其分化不稳定,仅作为原代胰岛细胞的替代品.如今,人们通过紫外线照射、病毒转染等方法建立了多种胰岛β细胞系,保持了很多正常胰岛的关键功能特性,而成为研究胰岛细胞生物学的有效工具.不同种类细胞系的生物学特征各有不同,根据研究需要,采用基因工程的方法创建更适合的亚系,是迄今为止改善细胞系特性的主要方法,为不同方面的研究提供便利.【期刊名称】《动物医学进展》【年(卷),期】2017(038)003【总页数】4页(P115-118)【关键词】细胞系;胰岛;糖尿病【作者】赵冬冬;杨沛霖;段佳慧;林树梅【作者单位】沈阳农业大学畜牧兽医学院,辽宁沈阳 110866;沈阳农业大学畜牧兽医学院,辽宁沈阳 110866;沈阳农业大学畜牧兽医学院,辽宁沈阳 110866;沈阳农业大学畜牧兽医学院,辽宁沈阳 110866【正文语种】中文【中图分类】S852.163专论与讲座糖尿病(Diabetes mellitus,DM)是由于胰岛素分泌发生障碍引发的一种高血糖症。
体外诱导干细胞分化为胰腺β细胞的途径及研究近况
移植是治愈糖尿病的有效方法。因糖尿病患者数 目 的研究成果表明有几条途径可以获得胰 前 量巨大 , 细胞来 源问题 亟待解决 ; 而干细胞 (t s m 岛素分泌细胞 。( ) e ) 1 成体干细胞或胰 腺前体细
cl S ) e ,C 作为一类具有多向分化潜能的细胞 , l 已逐 胞 : 其来源包括脐带血 、 骨髓 、 中枢神经系统 、 肝脏 、
康的主要疾病之一 , 胰腺 内分泌 8细胞功能下降 了新的思路。干细胞是一类具有 自我更新和分化 所 导致 的胰 岛素分 泌不 足 、 代谢紊 乱是糖 尿病 的 潜 能 的细胞 , 为胚 胎干细 胞 (m roi s m cl 糖 分 e bync t e , e l
重要原因, 在研究发病机理 的同时 , 研究胰 岛细胞 E C 和成体干细胞(dls m cl,S ) S) au e e A C 。 tt l 的功能状态是其 中很 重要 的一个 部分。 目前诸多 2 胰岛素分泌细胞 ( sl ert gcl 。 C) i u ns en esI n i c i l S 试 验证 明 J胰 岛 B细 胞 替 代 疗 法 ——胰 岛 细胞 的来源 ,
组织各种细胞 的多潜能干细胞 。近年的研究 发
1 9. 7
[2 OeoM,aoR Ig , t 1Lp nf m f a 2 ] tr I g ,丑 oF e a et , o toi m— J . i r at n l f m t n o usosadnw i i t[ ] F B ,05, ai :l q et n n e s hs J . E S 2 0 o d i ng
关 键词 : 尿病 ; 细胞 ; 糖 干 胰腺 8细胞 ; 综述 ’
中图分 40 20 0 0 4 0 R8. A 10 85 (07)5— 0 9— 3
医学生物技术与治疗技术
医学生物技术与治疗技术近年来,医疗健康行业不断发展,为传统医疗技术注入了生物技术和治疗技术,医学生物技术与治疗技术成为了医疗健康行业的重要组成部分。
这些新技术使医疗行业的治疗速度、精准度和效果得到了大幅提升,医生能够更好的为患者提供医疗服务。
一、医学生物技术医学生物技术是一种综合应用生物学、物理学、化学、计算机等学科知识和技术手段,研究人体生命过程,探索疾病发生机理的学科。
医学生物技术的发展可以帮助诊断和治疗一些难治性的疾病,例如神经系统疾病、糖尿病、肝炎、血液病等。
1. 基因检测基因检测是通过检测个体携带的基因变异,在疾病预防、早期诊断、治疗和药物选择等方面发挥作用。
通过基因检测,医生可以更加精确地确定疾病类型,从而指导患者进行个性化治疗。
2. 细胞治疗细胞治疗是采集患者的细胞或同种异体细胞,经过生物技术处理后,再回输到患者体内,起到治疗疾病的作用。
例如,将患者自身的干细胞培养和扩增,在体外诱导分化成胰岛β细胞,再将其移植到患者体内,可以治疗糖尿病。
3. 基因治疗基因治疗是利用生物技术,治疗疾病的一种新型方式。
基因治疗可以将缺失或异常的基因重新修复或更换为正常的基因,从而达到治疗疾病的效果。
目前,基因治疗已经被应用于一些遗传性疾病的治疗,如囊性纤维化、肌肉萎缩等。
二、治疗技术治疗技术是治疗疾病的一种手段,随着医疗技术的不断发展,治疗技术也得到了不断的发展和改进。
1. 生物时钟治疗生物时钟治疗是一种利用人体生物节律的治疗方法。
在生物时钟的调控下,人体生理、代谢等功能会发生周期性变化。
生物时钟治疗是在特定的时间对患者进行治疗,以达到最优的治疗效果。
例如,胃癌患者在胃肠道最为活跃的早上,进行手术治疗可以减少术后并发症,提高效果。
2. 免疫治疗免疫治疗是通过对人体免疫系统的调节和激活,达到治疗疾病的效果。
免疫治疗是一种靶向治疗,可以选择性地杀灭癌细胞等病理细胞,同时减少对正常细胞的伤害。
目前,免疫治疗已被应用于多种肿瘤和自身免疫性疾病的治疗中。
1型糖尿病干细胞治疗的研究进展
1型糖尿病干细胞治疗的研究进展作者:景华来源:《上海医药》2014年第06期摘要 1型糖尿病是T细胞介导的以胰岛β细胞破坏为主的自身免疫性疾病,需应用外源性胰岛素控制血糖,目前没有根治办法。
干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞,能诱导分化成胰岛素分泌细胞,已经成为人们寻找诱导β细胞替代物的新资源。
本文综述干细胞在1型糖尿病治疗方面的研究现状。
关键词 1型糖尿病干细胞胰岛素分泌细胞中图分类号:R587.1 文献标识码:A 文章编号:1006-1533(2014)06-0025-041型糖尿病是一种由多种病因引起的针对胰岛β细胞的自身免疫性疾病,需应用外源性胰岛素控制血糖,目前尚无根治办法。
干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞,具有在一定条件下分化为各种细胞、组织、器官的功能。
由于糖尿病的发病机制主要为胰岛功能损害造成胰岛素绝对或相对分泌不足,因此,通过体内或体外诱导干细胞定向分化为具有胰岛素分泌能力的细胞,重建胰岛功能,有望彻底治愈1型糖尿病。
目前干细胞治疗1型糖尿病的研究可分为胚胎干细胞(embryonic stem cell,ESC)和成体干细胞(adult stem cell,ASC)。
ASC存在于胎儿和成人组织及器官中,是已分化组织中的未分化细胞,具有自我更新能力。
虽然ASC可能不具有ESC那样的全能性,但在一定条件下,ASC可跨越传统胚层概念的界限,分化为其他胚层来源的细胞,这种特性称为干细胞的可塑性[1],也有人称之为横向分化或者转分化[2]。
目前在1型糖尿病中研究较多的ASC是间充质干细胞、造血干细胞、胰腺干细胞。
1 胚胎干细胞胚胎干细胞是指来源于囊胚的内细胞团和受精卵发育至桑椹胚之前的胚胎细胞,是一种全能干细胞,因具有发育成各胚层的潜能而成为胰岛素分泌细胞替代治疗中最有希望的种子细胞。
已有许多研究结果证明,胚胎干细胞可以被诱导分化为胰岛素分泌细胞。
Soria等[3]最先采用基因工程方法将小鼠胚胎干细胞诱导分化为葡萄糖敏感的胰岛素分泌细胞。
Pdx1诱导胰岛素分泌细胞形成研究进展
内分泌基因表达的同时避免了外分泌基因激活作用。 在上述研究中,研究者都是以病毒作为载体将Pdxl 基因导入实验小鼠,病毒的引入会引起一些不良反 应,它的安全问题令人担心。Noguchi等o¨曾报道
・119・
万方数据
・综述与进展・
Pdxl蛋白含有蛋白转导结构域(protien
transduction
10 9 8
transduce
pancreatic
17ceHs[J]. Diabetes。2003,52(7):1732—
Koya V,Lu S,Sun Diabetes in Mice
YP,et
u1.Reversal of
Streptozotecin—Induced
by Cellular Factor
stem
eell,ES)属于未分化细胞,具有
较强增生能力和发育的全能性,能够分化成包括胰岛 素分泌细胞在内的多种细胞类型。2004年,日本的 Miyazaki等将能够精确控制Pdxl基因表达的Tet—off 系统定点整合到backbone knock—in载体的ROSA26 位点,将该载体转染人胚胎干细胞,结果早期Pdxl的 表达增强了该干细胞中胰岛素及其他相关基因的表 达,两个月后,随着细胞的不断增生,转染细胞逐渐丧 失了胰岛素表达能力一1,随后用NeuroDl再次转染这 些丧失胰岛素表达能力的细胞,它们又重新恢复了胰 岛素表达能力,试验表明,Pdxl和NeuroDl协同表达 可以维持干细胞形成的胰岛素分泌细胞的特性¨0‘。 同年,李艳华等将含有Pdxl基因的重组腺病毒(pAd —Pdxl)转染人骨髓问充质干细胞,7天后,转染了 pAd—Pdxl的细胞中有Pdxl及胰岛素基因的表达, 这些细胞向胞外分泌的胰岛素量为15.21mU/L左 右,后来她们发现这些转染了pAd—Pdxl的骨髓间 充质干细胞还表达早期基因Ngn3,且对葡萄糖刺激 反应不太敏感,将这些细胞移植到STZ大鼠肾包膜 下,两周后大鼠的血糖转为正常,并且维持了至少42 天¨L121。2006年,孙吉平等构建含有Pdxl的真核表 达载体,并使用新型纳米介质Superfeet介导重组载 体转染骨髓间充质干细胞,诱导后的骨髓间充质干细 胞分化为胰岛素阳性细胞,这些细胞可以在受葡萄糖 刺激的情况下而分泌胰岛素,而且对葡萄糖刺激反应 较敏感。将这些细胞移植到STZ糖尿病大鼠肾包膜 下,STZ糖尿病大鼠的血糖迅速下降,但不足的是其 降血糖作用维持不久,在细胞移植21天后其抑制血 糖水平的能力减弱,出现血糖反弹ot3]。2009年,高峰 等应用Tet—on基因表达系统,在四环素的调控下使 Pdxl和B细胞促进因子(betacellulin)在大鼠骨髓间 充质干细胞中共表达,置人基础分化培养基中进一步 诱导后,骨髓间充质干细胞分化形成胰岛素分泌细 胞,移植到STZ糖尿病大鼠肾包膜下,胰岛素分泌细
娄晋宁:做研究要锲而不舍
科研的创新性意味着曲高和寡,大多时候,研究者只能独享孤独,也只有本着对知识和生命敬畏的人,才懂得如何沿着科学的路径登攀。而要做到这一点,娄晋宁觉得,最基本的素质是锲而不舍。
娄晋宁,国家卫生计生委中日友好临床医学研究所所长,中国医学科学院、中国协和医科大学和北京大学医学部博士生导师。教授。主要从事胰岛移植治疗糖尿病,干细胞技术治疗糖尿病和生物人工肝等方面的研究。主持国家自然科学基金重点课题,国家“973”计划和国家“863”计划等研究课题。主要研究工作:1.胰岛移植治疗2型糖尿病;2.干细胞技术治疗糖尿病:应用人胚胎胰腺组织来源的干细胞,通过体外扩增和定向诱导分化技术,大规模地制备干细胞分化的胰岛,并应用于糖尿病大鼠和糖尿病恒河猴的治疗。3.生物人工肝治疗急性肝功能衰竭:通过大规模微载体培养永生化人肝细胞,建立新型生物灌流反应器,建立了一种新型的生物人工肝支持系统。
实验研究的成功并不意味临床应用的开始。在干细胞技术治疗糖尿病临床应用前必须解决一系列的技术问题如:采用多大胚胎的干细胞?干细胞体外扩增到多少数量?如何筛选分化后的功能胰岛?如何评价分化胰岛的安全性?干细胞分化胰岛移植到什么部位?移植多少胰岛数量?移植后进行哪些指标监控?等等。除此之外,还要申请通过医学伦理委员会的审批以及病人签署知情同意书。这些问题的解决都涉及主管部门、基础研究团队,临床研究团队和病人之间的密切合作和沟通。
干细胞是体内存在的一类具有自我更新的能力,又有分化成为其他组织细胞潜能的特殊细胞可以用来制备各种功能细胞并应用于疾病的治疗。干细胞的研究也因此在全世界范围内如火如荼。
胚胎干细胞分化为胰腺内分泌细胞的主要转录因子及其相关机制 (1)
endocrine cells,and to provide theoreticaI basis for
first author retrieved PubMed database in words
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997
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2009
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September 2009.The key
endocrine cells are the titles arld
330045.Jiangxi Province.China; 。Institute ofAnimal Scjence Chinese Academy of Agricultural Science.
included.Duplicated
Agricultural Sdence.
Beijing
China zhengyan92008228 @163 com Correspondence to: Guan Wei-jun。 Investigator.Doctoral supervisor.Institute OfAnimaI Science. Chinese Academy of 100193,
Univers毗Nanchang
330045.J=angxi Prov Nhomakorabeance,China: Institute ofAnimaI Sclence.Chinese Academy
of
主要转录因子及其相关机制研究相关的内容。排除重复文献。阅读标题和摘要进行筛选,共纳入32篇用于综述。 结果与结论:胰腺内分泌细胞是胰腺的丰要分泌部位,可分泌胰商血糖素、胰岛素、生长抑素、胰多肽和胃促生长素等, 这些激素存调节血糖浓度中有着重要作用。胚胎十细胞是一种多潜能十细胞,可分化为胰腺内分泌细胞,在分化过程中受 到多种基因和转录冈子的调控参与.但目前人们对转录因子的研究仅局限于单个转录凼子,对丁|胰腺发生发育过程中的调 节网络研究还需要进一步深入和完善。 关键词:胚胎干细胞:转录因子:胰腺内分泌细胞;干细胞;综述文献 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.19.032 郑扬,周作红,候玲玲,李方华,关伟军,马月辉.胚胎干细胞分化为胰腺内分泌细胞的丰要转录因子及其相关机制【J1.巾国 组织工程研究与临床康复,2010,14(19):3573-3577. 【http://www.crter.org htlp:Hcn.zglckf.coml
体外诱导体细胞逆分化为多能干细胞及对老年猴的影响
体外诱导体细胞逆分化为多能干细胞及对老年猴的影响朱向情;蔡学敏;王强;沈丽蓉;朱光旭;庞荣清;潘兴华【摘要】目的探讨诱导自体外周血单个核细胞逆向分化为多能干细胞样细胞的方法及诱导细胞对老年猕猴衰老相关血液生化指标的影响.方法利用鱼卵母细胞提取物与体外共培养法诱导猕猴外周血单个核细胞转化为多能干细胞样细胞,采用静脉回输的方法,将该细胞回输给20~24周岁的老年猕猴,检测并比较回输前后猕猴的体重、血常规以及超氧化物歧化酶(SOD)等指标的变化.结果与自体诱导性多潜能干细胞回输前相比,回输后3个月,猕猴体重无明显变化,外周血中SOD的活力和血小板的数量显著升高,血Na+、K+、CO2、AG含量显著升高,肌酐、尿酸、LDL-胆固醇含量显著降低.结论鱼卵细胞提取物可诱导部分外周血单个核细胞逆向分化为多能干细胞样细胞,该细胞能够显著改善与衰老相关的血液生化指标.【期刊名称】《西南国防医药》【年(卷),期】2015(025)008【总页数】4页(P816-819)【关键词】猕猴;诱导性多潜能干细胞;生化指标;成体细胞;抗衰老【作者】朱向情;蔡学敏;王强;沈丽蓉;朱光旭;庞荣清;潘兴华【作者单位】650032昆明,成都军区昆明总医院细胞生物治疗中心,干细胞与免疫细胞生物医药技术国家地方联合工程实验室,云南省细胞治疗技术转化医学重点实验室,云南省干细胞工程实验室;650032昆明,成都军区昆明总医院细胞生物治疗中心,干细胞与免疫细胞生物医药技术国家地方联合工程实验室,云南省细胞治疗技术转化医学重点实验室,云南省干细胞工程实验室;650032昆明,成都军区昆明总医院细胞生物治疗中心,干细胞与免疫细胞生物医药技术国家地方联合工程实验室,云南省细胞治疗技术转化医学重点实验室,云南省干细胞工程实验室;650032昆明,成都军区昆明总医院细胞生物治疗中心,干细胞与免疫细胞生物医药技术国家地方联合工程实验室,云南省细胞治疗技术转化医学重点实验室,云南省干细胞工程实验室;650032昆明,成都军区昆明总医院细胞生物治疗中心,干细胞与免疫细胞生物医药技术国家地方联合工程实验室,云南省细胞治疗技术转化医学重点实验室,云南省干细胞工程实验室;650032昆明,成都军区昆明总医院细胞生物治疗中心,干细胞与免疫细胞生物医药技术国家地方联合工程实验室,云南省细胞治疗技术转化医学重点实验室,云南省干细胞工程实验室;650032昆明,成都军区昆明总医院细胞生物治疗中心,干细胞与免疫细胞生物医药技术国家地方联合工程实验室,云南省细胞治疗技术转化医学重点实验室,云南省干细胞工程实验室【正文语种】中文【中图分类】R318.1诱导体细胞重编程为多能干细胞是近年来生命科学研究领域的重大技术突破。
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体外诱导干细胞分化为胰腺β细胞的途径及研究近况(一)
【摘要】查阅了近年来关于研究胰岛素分泌细胞(ISC)来源的相关中、外文献,提示干细胞作为主要的ISC来源治疗糖尿病已成为可能,综述了以干细胞为主要来源的几种诱导分化为胰腺β细胞的途径及其研究近况。
【关键词】糖尿病干细胞胰腺β细胞综述
糖尿病(diabetesmellitus,DM)是影响人类健康的主要疾病之一,胰腺内分泌β细胞功能下降所导致的胰岛素分泌不足、糖代谢紊乱是糖尿病的重要原因,在研究发病机理的同时,研究胰岛细胞的功能状态是其中很重要的一个部分。
目前诸多试验证明1],胰岛β细胞替代疗法——胰岛细胞移植是治愈糖尿病的有效方法。
因糖尿病患者数量巨大,细胞来源问题亟待解决;而干细胞(stemcell,SC)作为一类具有多向分化潜能的细胞,已逐渐成为胰岛β细胞替代物的理想资源。
传统的细胞替代疗法——胰岛移植存在供体数量不足和免疫排斥的问题,而胰腺干细胞移植有望克服上述缺陷。
本文通过查阅近年来的相关中、外文献,综述了几种诱导分化为胰腺β细胞的途径及研究近况。
1干细胞概述
近年来,随着免疫抑制剂的改进及细胞移植技术的不断成熟,胰岛细胞移植已成为治愈1型和部分2型糖尿病的首选治疗方法。
而干细胞因具有高度的增殖和多向分化的潜能而成为当今的研究热点。
干细胞的另一优势是可自体来源,避免了免疫抑制剂的使用,将为糖尿病的
细胞替代治疗提供了新的思路。
干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞,分为胚胎干细胞(embryonicstemcell,ESC)和成体干细胞(adultstemcel1,ASC)。
2胰岛素分泌细胞(insulinsecretingcells,ISC)的来源
目前的研究成果表明有几条途径可以获得胰岛素分泌细胞2]。
(1)成体干细胞或胰腺前体细胞:其来源包括脐带血、骨髓、中枢神经系统、肝脏、胰腺等,如胰腺导管上皮细胞、Nestin阳性的胰岛前体细胞、新生儿胰岛等。
(2)胚胎干细胞:如鼠和人的胚胎干细胞。
(3)胰腺以外的新生胰岛素分泌细胞:如骨髓间充质干细胞、PDX1(Pancreaticandduodenalhomeobox1)阳性细胞、其他组织干细胞,另外还有新生猪胰腺来源的胰岛前体细胞。
(4)利用基因工程技术得到的ISC。
2.1成体干细胞
成体干细胞是从胎儿或成年组织中分离克隆的能自我更新、且在自然分化条件下首先分化为本组织各种细胞的多潜能干细胞。
近年的研究3]发现成体干细胞具有跨系统分化的特性,即“可塑性”,可以通过定向分化扩增获得足够数量的β细胞。
但是用于分化为胰岛细胞的主要为胰腺干细胞。
2.1.1胰源性胰腺干细胞
目前认为成年后胰腺β细胞的再生主要来自于自我复制,其次是胰腺前体细胞的转分化,随着个体年龄的增长,前者所占的比例渐增。
胰
腺干细胞不仅存在于胰腺导管上皮细胞中,也存在于胰腺实质及腺泡内。
很显然,扩增及诱导胰源性胰腺干细胞分化是获得β细胞替代物的更直接的途径。
BonnerWeir4]从人胰腺导管上皮细胞诱导分化得到胰岛样细胞,胰岛素分泌试验表明,这些细胞在葡萄糖诱导下可产生胰岛素。
宋振顺等5]使用人胰腺组织在体外培养转分化出较多具有内分泌功能的胰岛也证明成人胰腺的导管上皮具有干细胞潜能。
2.1.2巢蛋白(nestin)阳性干细胞
巢蛋白为神经干细胞的标志物,表达于胰腺外分泌腺泡内、胰岛和导管内。
近年来,有学者从成人6]和成年大鼠7]的胰岛中分离到Nestin 阳性细胞,体外培养有高度增殖能力和多向分化能力,能被诱导分化成为胰腺内分泌细胞、外分泌细胞和导管细胞,有希望用于糖尿病的细胞治疗。
2.1.3骨髓、脾源性胰腺干细胞
骨髓间充质干细胞因其易于获得、分选和体外培养,具有良好的分化潜能和植入组织的能力而成为胰腺干细胞来源的研究对象。
而体外定向诱导骨髓细胞分化为功能性胰岛进行自体移植,能避免异体移植引起的免疫排斥反应。
Choi等8]用大鼠胰腺再生抽提物体外诱导培养骨髓间充质细胞,分化为表达胰岛素、胰高血糖素、胰腺多肽和生长抑素的类胰岛,葡萄糖刺激,释放胰岛素。
国内呼莹等9]通过将l0~20周胎儿的胰腺细胞在SF(含2%FCS)中培养,对其细胞表型、生长周期、因子表达、诱导分化进行研究,实验证明胰腺中存在间充质干细胞,
且能向成骨细胞、成软骨细胞、脂肪细胞分化,也为胰岛的体外扩增提供了实验参考。
脾间充质细胞联合弗氏不完全佐剂移植后也可以转分化为胰腺β细胞,逆转NOD大鼠(非肥胖糖尿病大鼠)的高血糖10-11]。
2.1.4神经源性胰腺干细胞
神经细胞和胰岛细胞均起源于内胚层,所以推断它们可能具有共同的发育途径和诱导分化通路。
研究发现11]从胎鼠大脑提取神经干细胞,经EGF、FGF2(成纤维细胞生长因子-2)扩增,全维甲酸等诱导后,细胞可以表达前胰岛素原mRNA和成熟β细胞所具备的转录和功能元件(PDX1,Islet1),在甲苯磺丁脲和葡萄糖的刺激下,以引起细胞内钙离子浓度的增加和胰岛素释放,部分细胞表达C肽。
2.1.5肝源性胰腺干细胞
在胚胎发育过程中,肝脏和腹胰起源于前肠末端内胚层同一种细胞。
因此,一些研究者认为胰腺和肝脏中存在共同的干细胞,存在于肝脏的干细胞可转分化为功能性胰岛细胞。
Yang等12]报道体外高糖诱导培养,成年大鼠肝脏卵圆细胞转分化为功能性胰岛细胞,表达pdx1、pax4、pax6、insulinⅠ、insulinⅡ和glucagon,葡萄糖刺激,分泌insulin。
将200个诱导细胞团移植在STZ制备的糖尿病小鼠肾囊内,10d后,糖尿病小鼠血糖水平降低。
SuzukiA等13]也报告成功地从肝脏干细胞诱导分化产生出胰腺β细胞。
2.1.6肠源性胰腺干细胞
SuzukiA等14]研究发现,胰高血糖素样肽1(GLP1)可诱导小鼠肠上皮
细胞分化为胰岛素和胰高糖素表达阳性的细胞,在葡萄糖刺激下可分泌胰岛素,将经GLP1诱导的空肠移植入糖尿病鼠体内,移植组小鼠与对照组相比,血糖和体质量均有明显下降。
2.1.7皮肤源性胰腺干细胞
皮肤源性多潜能干细胞具有分布广泛、易于获取、可用于自体移植等优势,体外实验11]表明皮肤干细胞培养后可表达胰腺细胞、神经细胞、上皮细胞和肝细胞相关基因,当在含角质细胞生长因子(Keratinocytegrowthfactor,KGF)、EGF、尼克酰胺培养基中培养2周后皮肤干细胞转变为上皮样细胞,继续培养2周可得到胰岛素阳性细胞。