我国科学家在干细胞治疗糖尿病研究中取得重要进展

2022年2月4日，我国科学家在干细胞治疗糖尿病研究中获得重要进展^[1]。由北京大学邓宏魁研究团队、中国医学科学院彭小忠研究团队和天津市第一中心医院沈中阳研究团队合作，在原有工作基础上进一步优化和改进了人多能干细胞向胰岛细胞的分化制备方案，获得了功能成熟的人多能干细胞分化来源的胰岛细胞，解决了高效诱导人多能干细胞（IPS）分化成为功能成熟的胰岛细胞的难题，有望在将来成为治愈1型糖尿病更为理想的治疗方案。研究团队利用临床前期灵长类糖尿病动物模型，系统性评价了IPS来源的胰岛移植治疗糖尿病的安全性和有效性，为进一步规范化实施IPS来源的胰岛移植治疗糖尿病临床研究奠定了坚实的基础。

糖尿病因其高患病率及诸多并发症严重威胁人类生命健康病耗费大量卫生资源。其中，1型糖尿病是一种由参与胰腺β细胞裂解的胰岛浸润性白细胞组成的慢性促炎性自身免疫性疾病，该类型的患者需终身依赖外源性胰岛素替代治疗^[2]。而2型糖尿病的胰岛β细胞呈进行性耗竭，该类型的大多数患者最终需胰岛素治疗。但外源性注射胰岛素并不能完全模拟生理性胰岛素分泌模式，长期超大剂量（50U/d）胰岛素使用会导致内皮细胞增生、粥样硬化形成等不良反应，使用不当或病情严重时容易发生急性严重代谢紊乱。虽然胰岛素移植是治疗糖尿病的一个较好方法，但可获得的胰岛十分有限，且免疫抑制剂不良反应多，移植物的存活率低，因此其临床应用受到限制。目前，干细胞作为一类具有自我更新和多向分化潜能的细胞，已成为细胞治疗及组织器官再生领域最有前景的种子细胞之一。根据来源不同，其可分为胚胎干细胞、成体干细胞及诱导多能干细胞。近年来，通过模拟体内胰腺发育各阶段的分子调控过程，研究者已经可以在体外利用细胞因子或化学小分子组合将多能干细胞或内胚层干细胞诱导为胰腺发育各阶段的前体细胞以及成熟的胰岛细胞，这些细胞有望替代器官捐献胰岛实现糖尿病的细胞治疗（图1）。

多能干细胞分化的胰岛细胞（hPSC-islets）是一种很有前途的糖尿病治疗细胞资源。然而，这种治疗策略还没有在生理学上与人类相似的大型动物模型中进行系统的评估。在这篇报告中，研究者们将多能干细胞诱导分化的胰岛细胞通过肝门静脉输注给非人类灵长类糖尿病动物模型，结果显示其可有效恢复动物体内内源性胰岛素的分泌，从而改善血糖控制。数据显示，所有受者的空腹和餐前平均血糖水平显著降低，并伴有餐后或糖反应性c肽释放和整体体重增加。值得注意的是，在4只长期随访的猕猴中，平均血红蛋白A1c与峰值相比下降了2%以上，而移植后15周的平均外源性胰岛素需求量下降了49%^[1]。总的来说，研究结果表明了多能干细胞诱导的胰岛在临床前治疗糖尿病的可行性，标志着多能干细胞诱导的胰岛在临床转化方面迈出了实质性的一步。

参考文献

[1] Du Y, Liang Z, Wang S, Sun D, Wang X, Liew SY, Lu S, Wu S, Jiang Y, Wang Y, Zhang B, Yu W, Lu Z, Pu Y, Zhang Y, Long H, Xiao S, Liang R, Zhang Z, Guan J, Wang J, Ren H, Wei Y, Zhao J, Sun S, Liu T, Meng G, Wang L, Gu J, Wang T, Liu Y, Li C, Tang C, Shen Z, Peng X, Deng H. Human pluripotent stem-cell-derived islets ameliorate diabetes in non-human primates. Nat Med. 2022 Feb 3.

[2] Sneddon JB, Tang Q, Stock P, Bluestone JA, Roy S, Desai T, Hebrok M. Stem Cell Therapies for Treating Diabetes: Progress and Remaining Challenges. Cell Stem Cell. 2018 Jun 1;22(6):810-823.

[3]Ahmed, O. M. and H. M. Sayed. "Stem Cell Therapies in Regenerative Medicine and Diabetes Mellitus: Advances, Constraints and Future Prospects." 2016.