Chinese Journal of Biochemistry and Molecular Biology
Chinese Journal of Biochemistry and Molecular Biology ›› 2024 , (05) : 664-673. DOI: 10.13865/j.cnki.cjbmb.2024.04.1056

人诱导多能干细胞来源功能性胰岛β细胞的体外定向分化方法的建立


Affiliation(s):
  • 1 山西医科大学生物化学与分子生物学教研室出生缺陷与细胞再生山西省重点实验室,煤炭环境致病与预防教育部重点实验室
Classification number:
R587.1

Cite this article

GB/T 7714
陈馨雅,陈龙,王玉姣,薛群航,冯志伟,刘志贞,周冰蕊,解军等.人诱导多能干细胞来源功能性胰岛β细胞的体外定向分化方法的建立[J].,2024(05):664-673.
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Abstract

1型糖尿病是由胰岛β细胞功能受损、胰岛素分泌不足所致,目前,主要通过外源性胰岛素补充来治疗,但外源性胰岛素无法精准调控血糖,严重低血糖可危及生命。胰岛移植是一种替代疗法,但面临器官供体不足和异种来源胰岛β细胞存在人畜共患病交叉感染风险的问题。因此,获得足量且安全的胰岛β细胞是1型糖尿病细胞治疗面临的难题。本研究旨在通过人诱导多能干细胞(human induced pluripotent stem cells, hiPSCs)在体外向胰岛β细胞分化,提供一种潜在的1型糖尿病治疗新策略。为实现这一目标,我们采用了结合2D和3D培养系统的分化策略,模拟胰岛β细胞的体内发育环境,并使用多种生长因子调节在胰腺发育和β细胞分化中发挥重要作用的关键信号包括Notch信号通路(Notch signaling pathway)、Wnt信号通路(Wnt signaling pathway)、TGF-β/Smad信号通路(TGF-β/Smad signaling pathway)等,在体外将hiPSC定向诱导分化至胰岛β细胞。结果显示,在2D、3D结合的培养条件下,分化过程中定型内胚层细胞,胰腺祖细胞,胰腺内分泌细胞及胰岛β细胞阶段的特异性基因的表达显著提高(P<0.05),并在胰岛素含量及葡萄糖刺激后表现出显著增强的胰岛素分泌能力(P<0.05)。总之,本研究成功建立了一种从hiPSC到功能性胰岛β细胞的分化策略,为1型糖尿病提供了一种新的细胞治疗途径。这种方法不仅为研究胰岛β细胞的发育生物学提供了新的工具,也为临床应用提供了一种潜在的胰岛β细胞来源,有望解决现有治疗方法的局限性。

Keywords

人诱导多能干细胞; 体外诱导分化; 胰岛β细胞; 胰岛素

1907

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