最新干细胞治疗糖尿病论文

白眼无端偏固执，纷纷变乱拂人情。永不变心的深空小编又有新鲜事要说了。今天天气不错，正适合读读最新资讯放松一下。下面一起让我们去吃瓜围观吧。近几年华盛顿大学的科学家们一直在研究将干细胞转化为胰岛β细胞的技术，以解决糖尿病患者胰岛素缺乏的问题。在最近取得了一些有希望的进展之后，该团队现在报告了另一项令人振奋的突破，将这项技术与CRISPR基因编辑工具相结合，可逆转小鼠的疾病。胰腺中含有所谓的β细胞，它分泌胰岛素作为调节血糖水平的一种方式。但在那些患有糖尿病的人，这些β细胞要么死亡或不运作，这意味着患者必须依靠饮食和或定期注射胰岛素来管理他们的血糖水平。科学家们正在努力补充这些胰腺β细胞的存量，其中一种方法是用人类干细胞来制造这些细胞。这种细胞是多功能的，几乎可以成熟为人体中的任何类型的细胞。华盛顿大学的团队在这一技术的前沿阵地上进行了操作，取得了多项关键性突破，最近一次是通过细胞植入技术 功能上治愈了 糖尿病小鼠。研究人员继续加大力度，寻找新的、改进的方法，这让他们找到了CRISPR基因编辑系统，而CRISPR基因编辑系统本身作为治疗糖尿病的工具，已经显示出了真正的希望。他们希望CRISPR能被用于纠正导致糖尿病的基因缺陷，与干细胞疗法相结合，产生更有效的效果。作为概念验证，科学家们从一名患有罕见的遗传型糖尿病患者身上提取了皮肤细胞，这种病在儿童时期发病，通常每天要注射多次胰岛素。这些皮肤细胞被转化为诱导多能干细胞，而这些细胞又被转化为分泌胰岛素的β细胞。但作为额外的步骤，CRISPR被用来纠正一种导致Wolfram综合征的基因突变。然后在试管实验中，将这些经过编辑的β细胞与来自同一批次的非编辑的β细胞进行对比，并在患有严重糖尿病的小鼠身上进行实验。事实证明，经过编辑的细胞在分泌胰岛素方面更有效，当将其植入小鼠的皮下时，据说会使糖尿病迅速消失。而接受了未经编辑的β细胞的啮齿动物仍然有糖尿病。这是CRISPR首次被用于修复患者的糖尿病致病基因缺陷并成功逆转糖尿病，联合研究人员Jeffrey R. Millman说。在这项研究中，我们使用了一名Wolfram综合征患者的细胞，因为从概念上讲，我们知道纠正单一基因引起的缺陷会更容易。但我们将其视为将基因治疗应用于更广泛的糖尿病患者群体的垫脚石。研究人员现在正在继续研究改进β细胞生产技术，未来可能会涉及到从血液甚至尿液中提取细胞，而不是从皮肤中提取细胞。他们认为，进一步发展下去，这种疗法可能会被证明对治疗1型和2型糖尿病都有帮助，通过纠正由遗传和环境因素引起的突变，也可能被用于治疗其他疾病。我们基本上能够利用这些细胞来治疗这个问题，通过纠正这种突变，制造出正常的β细胞，联合研究人员Fumihiko Urano说。这是一个概念验证，证明了纠正导致或导致糖尿病的基因缺陷--在这种情况下，在Wolfram综合征基因中--我们可以制造出更有效控制血糖的β细胞。还有可能通过纠正这些细胞中的基因缺陷，我们可能会纠正Wolfram综合征患者遇到的其他问题，比如视力障碍和神经变性。这项研究发表在《科学转化医学》杂志上。欲要知晓更多《科学家将CRISPR与干细胞疗法相结合 逆转了小鼠的糖尿病 》的更多资讯，请持续关注深空的科技资讯栏目，深空小编将持续为您更新更多的科技新闻。本文来源：深空游戏 责任编辑：佚名王者之心2点击试玩

以间充质干细胞 (MSC) 为基础的治疗糖尿病相关代谢紊乱的方法受到细胞存活不足和高葡萄糖应激下治疗效果有限的阻碍。 2021年7月2日，清华大学杜亚楠团队在 Science Advances  在线发表题为“ Exendin-4 gene modification and microscaffold encapsulation promote self-persistence and antidiabetic activity of MSCs ”的研究论文，该研究 使用 Exendin-4（MSC-Ex-4）（一种胰高血糖素样肽 1（GLP-1）类似物）对 MSC 进行基因工程改造，并证明了它们在 2 型糖尿病 (T2DM) 小鼠模型中增强的细胞功能和抗糖尿病功效。 从机制上讲，MSC-Ex-4 通过 GLP-1R 介导的 AMPK 信号通路的自分泌激活实现了自我增强并提高了在高葡萄糖应激下的存活率。同时，MSC-Ex-4 分泌的 Exendin-4 通过内分泌作用抑制胰腺 β 细胞的衰老和凋亡，而 MSC-Ex-4 分泌的生物活性因子（例如，IGFBP2 和 APOM）则通过旁分泌增强胰岛素敏感性并通过 PI3K-Akt 激活减少肝细胞中的脂质积累。此外，该研究将 MSC-Ex-4 封装在 3D 明胶微支架中用于单剂量给药，以将治疗效果延长 3 个月。总之， 该研究结果提供了对 Exendin-4 介导的 MSCs 自我持续性和抗糖尿病活性的机制见解，为 T2DM 提供更有效的基于 MSC 的治疗。 迄今为止，全世界有超过 亿人患有糖尿病，预计到 2045 年这一数字将达到 7 亿。 2 型糖尿病 (T2DM) 约占糖尿病病例的 90%，其特征是胰岛素抵抗和高血糖，这是由肥胖、缺乏运动、不健康饮食和遗传引起的。当肝脏、肌肉和脂肪组织中的细胞对胰岛素无反应并导致葡萄糖摄取失败时，就会发生胰岛素抵抗。胰腺 β 细胞将通过增加胰岛素产生来补偿胰岛素抵抗，最终导致 β 细胞衰竭和不可逆的高血糖。因此， 长期暴露于慢性高血糖会抑制增殖并诱导 β 细胞凋亡，从而导致 β 细胞量减少和 β 细胞功能障碍。 此外， T2DM 与肝功能障碍密切相关，超过 90% 的 T2DM 肥胖患者患有代谢相关性脂肪肝 (MAFLD) 。 肝细胞通过将营养物质以糖原和甘油三酯 (TG) 的形式储存起来，在葡萄糖和脂质稳态中发挥着重要作用。在肝脏胰岛素抵抗状态下，胰岛素不能抑制糖异生，但会加速肝细胞中的脂肪酸合成，从而增加肝脏葡萄糖的产生和 TG 的积累。尽管存在 β 细胞和肝细胞功能障碍，但高血糖和高甘油三酯血症会加剧肌肉和脂肪组织的胰岛素抵抗状态，同时引起其他器官和组织的功能障碍。因此， T2DM 与多种并发症密不可分，包括冠心病、中风和视网膜病变。 除了改变生活方式外，还需应用降糖药物以更好地维持 T2DM 患者的正常血糖水平 。胰高血糖素样肽-1 (GLP-1) 是一种肠促胰岛素激素，通过与 GLP-1 受体 (GLP-1R) 相互作用来增加胰岛素和抑制胰高血糖素分泌，从而帮助控制血糖波动。然而，GLP-1 因其半衰期短而很少用于 T2DM 治疗，它会在几分钟内被二肽基肽酶-4 迅速降解。第一个获批用于 T2DM 治疗的 GLP-1R 激动剂 Exendin-4 是一种 39 个氨基酸的肽，是一种 GLP-1 类似物，半衰期较长，为 小时。它通过抑制细胞凋亡和促进细胞增殖来增强 β 细胞质量，从而增加胰岛素分泌量。此外，已证明 Exendin-4 是一种有效的候选药物，可减轻体重，改善糖尿病和 MAFLD。尽管 Exendin-4 在调节血糖和胰岛素反应方面有所改善，但由于肾脏消除，其血浆半衰期仍然有限。 因此，需要每天给药两次，这会导致血浆浓度的意外波动和 GLP-1R 的间歇性激活。  尽管上述降糖药物治疗带来了益处，但仍有部分患者无法恢复正常血糖或出现低血糖、腹泻、恶心、呕吐等多种副作用。 近年来，基于细胞的疗法已成为对抗包括 T2DM 在内的多种难治性疾病的替代方法。特别是，间充质干/基质细胞 (MSCs) 在一些临床前和临床尝试中已证明其对改善由 T2DM 引起的高血糖、胰岛素抵抗和全身炎症的治疗作用，从而为治疗 T2DM 提供了一种新方案。同时，技术进步仍然迫切需要将基于 MSC 的疗法成功转化为 T2DM 的临床治疗。 要克服的主要障碍之一是体内给药后 MSC 的增殖和存活率降低 。 因此，已 经研究了多种策略，例如生物材料封装、基因工程和 MSC 预处理 ，以提高存活率、延迟清除动力学和维持体内 MSC 分泌因子。 此外，优化 MSCs 的给药途径至关重要，因为静脉内给药的 MSCs 主要滞留在肺部和随后的组织中，导致治疗效果减弱。此外，对 MSCs 在 T2DM 中的治疗机制的全面了解仍然难以捉摸。MSCs 被证明可以促进内源性胰岛素的产生并刺激 β 细胞的增殖。此外， MSC 以其调节免疫反应的能力而闻名，这对于改善由 T2DM 引起的全身炎症至关重要 。 鉴于 Exendin-4 和 MSCs 在治疗 T2DM 方面的上述缺陷， 研究人员已经探索了如何协同 Exendin-4 和 MSCs 的治疗益处。 MSC 也已用 GLP-1 进行基因修饰，在 T2DM 治疗中显示出优于野生型 MSC 的治疗功效。然而，应该强调的是，这些组合疗法继承了许多缺陷。例如，当与 MSC 一起给药时，单剂量游离 Exendin-4 的治疗效果和持续时间是有限的。此外， 考虑到 GLP-1 的半衰期只有 2 分钟，而且治疗 T2DM 需要高有效剂量，预计 GLP-1 修饰的 MSCs 很难显著提高 MSCs 的治疗效果。 在这里，在发现人MSCs表达GLP-1R的基础上，该研究通过慢病毒转导系统构建了Exendin-4基因工程MSCs（MSC-Ex-4）来验证MSC-Ex- 4 分泌的Exendin-4可以通过 GLP-1R 介导的自分泌激活 AMPK 信号通路，从而通过延长其在高糖应激下的存活时间和增强抗糖尿病功效来潜在地促进自我持久性。该研究还探索了有关 MSC-Ex-4 保护胰腺 β 细胞的内分泌作用和 MSC-Ex-4 改善肝细胞功能的旁分泌作用的潜在机制。除了 MSC-Ex-4 分泌的 Exendin-4 外，推测 MSC-Ex-4 的其他分泌组可以减少细胞衰老和凋亡，同时促进胰腺 β 细胞的增殖，以及提高胰岛素敏感性和减少脂质积累。最后，该研究系统地提供了 多剂量的游离 MSC-Ex-4，并用可注射的三维 (3D) 明胶微支架 (GMs) 作为细胞封装和递送载体来辅助 MSC-Ex-4，以实现长效治疗效果单剂量局部给药。  总之， 该研究结果提供了对 Exendin-4 介导的 MSCs 自我持续性和抗糖尿病活性的机制见解，为 T2DM 提供更有效的基于 MSC 的治疗。 WOSCI沃斯编辑，耶鲁大学博士团队匠心打造，专注最新科学动态并提供各类科研学术指导，包括：前沿科学新闻、出版信息、期刊解析、SCI论文写作技巧、学术讲座、SCI论文润色等。