《中国科学家成功培育出有功能的小鼠“人工胰岛”》

  • 来源专题:中国科学院文献情报生命健康领域集成服务门户
  • 编译者: 李丹丹
  • 发布时间:2020-04-02
  • 3月23日,中国科学院分子细胞科学卓越创新中心的科学家在小鼠身上发现一群新的细胞类别——Procr+细胞,并证实Procr+细胞是胰岛中的成体干细胞。研究人员借助干细胞体外培养的方法,建立了一种Procr+胰岛干细胞与血管细胞共培养的3D培养体系,成功培育出有功能的小鼠“人工胰岛”(胰岛类器官),为下一步人体“人工胰岛”研究提供了理论依据和技术支持。相关研究成果发表于《细胞》期刊。

  • 原文来源:;https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)30225-7
相关报告
  • 《Cell:中国科学家在体外重构小鼠“人工胰岛”》

    • 来源专题:广东省干细胞与组织工程技术路线图信息服务平台
    • 编译者:mall
    • 发布时间:2020-04-10
    • 近日,中国科学院分子细胞科学卓越创新中心曾艺研究组在实验小鼠中开展实验,成功鉴定了小鼠胰岛中的干细胞类群,并借助干细胞体外培养的方法,获得了有功能的小鼠“人工胰岛”( 胰岛类器官),为下一步人体“人工胰岛”的研究提供了理论依据和技术支持。该研究成果于北京时间3月19日发表于《细胞》。 糖尿病是威胁人类健康的三大主要慢性非传染性疾病之一,中国的糖尿病患者数量已达全球4.3亿总病患数的1/4。因为胰岛β细胞功能失常导致胰岛素分泌不足,许多患者需要终生使用胰岛素进行治疗。近年来,胰岛移植作为新兴的糖尿病治疗方法取得了一定的成功,但供体胰岛的严重不足极大限制了这种方法的普及。如何源源不断地获得可用于移植的胰岛β细胞?一种思路是利用器官或组织自身的成体干细胞,在体外“仿造”有类似功能的器官。器官特有的成体干细胞会遵循“天然”的分化路径,在体外合适的培养条件下通过自我更新和分化,形成该器官的功能细胞。这类基于成体干细胞获得的“人工”器官,其安全性、操作简单性已在肠道等多个系统中得到验证。但是,胰岛中是否存在成体干细胞一直饱受争议,发现并鉴定胰岛干细胞是培养功能性胰岛类器官的先决条件,也是长期难题。 研究人员在小鼠中开展实验,在寻找胰岛中成体干细胞的过程中,他们在实验小鼠身上发现了一群新的细胞类别——Procr+细胞。在确认这群细胞与其它已知的胰岛分化细胞截然不同,可能处于未分化的状态后,研究人员通过实验发现,Procr+细胞在体内正常生理状态下可以分化形成胰岛的全部细胞类型,证明这群Procr+细胞是胰岛中的成体干细胞。 为进一步把体内的发现转化成为体外的应用,研究人员建立了一种Procr+胰岛干细胞与血管细胞共培养的3D培养体系,成功获得有功能的小鼠胰岛类器官。在体外“复刻”的“人工胰岛”包含胰岛所有的细胞类型,与真正的小鼠胰岛在功能、形态等方面都非常相似,能够迅速地响应糖刺激、分泌胰岛素。这种小鼠胰岛类器官能够在体外代代“繁衍”到20代以上,每次传代保持3~7倍的细胞数目增长,即一个“人造”器官每一周传一代,每代可以“繁衍”3~7个“后代”。当把这些长期培养的类器官移植到糖尿病小鼠模型体内,小鼠的血糖水平恢复,糖尿病病征减轻,展示了Procr+胰岛干细胞的应用潜力。 该研究首次鉴定了小鼠胰岛中成体干细胞的“身份”,回答了长期以来成体胰岛是否存在干细胞这一争议性问题,是干细胞基础研究的重大突破。这项工作建立的小鼠胰岛类器官的培养体系,能够作为体外的模型,研究生理及病理条件下胰岛细胞的增殖、分化及其与微环境的相互作用。该研究为将来能在体外获得大量有功能的人的胰岛β细胞开拓了新的思路。需要说明的是,目前的研究成果还只是在小鼠模型上取得了成功,人体的胰岛中是否也存在成体干细胞,是否也能在体外培养成胰岛,还有待进一步的探索和研究。 据悉,该项成果得到中国科学院、国家自然科学基金委、科技部、上海市科委及中心所长基金等的经费支持。(生物谷Bioon.com)
  • 《Nature | 科学家培育出“牛肉味”的大米》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-02-17
    • 2024年2月14日,Nature发表了一篇题为Introducing meat–rice: grain with added muscles beefs up protein的报道,这篇报道介绍了一种实验室培养的食品——肉饭,这是一种使用大米作为培养肉的支架的食品。研究者们通过将牛肉肌肉和脂肪细胞接种到大米上,创造了一种可食用的、带有“坚果味”的大米-牛肉混合物,其准备方式与普通大米相同。这种方法不仅增加了大米的营养价值,使其蛋白质和脂肪含量略有提高,而且还可能为食物不安全的社区提供补充食物或用于军队供应,同时减少养牛对环境的影响。 合作者、现在波士顿马萨诸塞州总医院的化学工程师Sohyeon Park表示,团队尝试直接在一粒大米的多孔缝隙中培养牛肉细胞,但细胞并未很好地附着在谷物上。研究人员发现,用鱼明胶和广泛使用的食品添加剂微生物转谷氨酰胺涂覆大米可以改善细胞的附着和生长。在用明胶-添加剂混合物上光未煮的大米后,团队将牛的肌肉和脂肪细胞播种到大米上。然后,细胞在生长介质中停留了大约一周,Park按照烹饪传统大米的方式清洗并蒸煮了注入牛肉的大米。Park表示,这与普通大米明显不同,味道更像坚果,质地更硬。 这种混合大米的营养含量也有所不同,但差异较小。100克混合大米含有的脂肪比普通大米多0.01克,蛋白质多0.31克,分别增加了7%和9%。研究指出,这本质上相当于吃100克大米加上1克牛胸肉——不到半茶匙。由于牛肉细胞含量低,它们可能只在大米表面形成一层薄膜。研究团队正在考虑通过增加大米上的牛细胞数量来提高其营养含量,特别是希望提高脂肪含量,这可能比较困难,因为脂肪细胞的生长能力不如肌肉细胞。此外,为了使这种产品商业化并让食品不安全的社区受益,研究人员需要保持低价。当前,1公斤这种大米的成本估计为2.23美元,与普通大米价格相近,远低于牛肉价格。混合大米的环境影响预计也会低于养殖牛肉。