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胰岛细胞皮下移植获突破,新技术成功逆转1型糖尿病 | Nature子刊

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1型糖尿病是一种自身免疫性疾病,其发病机制是免疫系统错误地攻击胰岛β细胞,导致胰岛素分泌不足,机体无法维持正常的血糖水平。对于1型糖尿病患者而言,长期注射胰岛素并配合血糖监控是必须的治疗手段。然而,每天注射不仅会给患者带来极大的痛苦,还可能会导致低血糖、癫痫和昏迷等并发症,严重的可能还会导致死亡。因此,科学家们一直在寻找更好的治疗方法。


在众多候选治疗策略中,替代被自身免疫破坏的β细胞被认为是最接近「治愈」1型糖尿病的方法。通过移植来自供体的整个胰腺或胰岛可以实现β细胞的替代。但是,胰腺移植虽然具有良好的长期功能效果,但是围手术期并发症的发病率较高;胰岛移植存在着植入率低和移植物功能减退的问题。


近年来,一些研究团队尝试将胰岛细胞移植到实验动物的肝脏中。不幸的是,这种方法没有像期望的那样有效,胰岛细胞不能存活很长时间,有时会引起炎症。另有研究人员试着进行胰岛细胞的皮下移植,但这一路径依然失败了,因为胰岛细胞无法获得充足的氧气,在皮下也不能存活很长时间。


在9月7日发表于Nature Metabolism的一项研究中,针对胰岛移植的难题,美国宾夕法尼亚大学和哈佛医学院等多家机构的研究人员通过开发一种皮下移植胰岛细胞的新技术,成功地在小鼠和猴动物模型中测试了将胰岛细胞移植到皮肤下以治疗糖尿病的想法。


来源:Nature Metabolism


这项研究的新颖之处在于研究人员使用了一种无装置方法来促进胰岛的皮下植入。研究人员制作了一种胰岛生存基质(IVM)来延长胰岛细胞在皮下移植后的存活时间,这种基质含有将近80%的I型胶原蛋白,I型胶原蛋白是胰岛胞外基质的主要成分,可调节胰岛细胞的增殖、功能和存活。


胰岛皮下移植的工作机制及后续发展(来源:Nature Metabolism)


研究人员将胰岛与IVM混合后植入动物模型皮下进行各项测试。通过移植来自小鼠、猪和人类的胰岛细胞到胰腺被切除的小鼠中,他们验证了这项技术能持续维持正常的血糖水平,而且这一技术的功效也在非人灵长类动物模型中得到了证明。在这一模型皮下移植后的820天内,血糖得到了完美控制。


IVM为皮下移植的人类胰岛提供了更高的生存能力(来源:Nature Metabolism)


总结来说,研究者们认为,胰岛-IVM混合物移植是一种简单、安全、可重复的方法,为发展1型糖尿病新的治疗模式提供了重要支撑。但他们也指出,这项技术还需要做更多的测试工作。目前关于这种基质是否可以保护移植的胰岛细胞免受免疫应答的攻击,或者人类是否会像小鼠一样反应还是未知的。


参考资料:

1#Ming Yu et al. Islet transplantation in the subcutaneous space achieves long-term euglycaemia in preclinical models of type 1 diabetes. Nature Metabolism (2020)

2#Berney, T., Berishvili, E. I’ve got you under my skin. Nature Metabolism (2020)

3#Transplanting pancreatic islet cells under the skin to treat diabetes(来源:MedicalXpress)

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