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《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
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  • 《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）
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  • 《我科学家培育出“三抗一修”间充质干细胞》
    • 来源专题：中国科学院病毒学领域知识资源中心
    • 编译者：malili
    • 发布时间：2020-06-06
    • 4日，记者从陆军军医大学陆军特色医学中心获悉，该中心研究人员培育出一种具有抗菌、抗毒、抗炎和组织修复能力的“三抗一修”间充质干细胞。目前，该细胞已完成动物实验。未来，这种新型间充质干细胞有望成为治疗脓毒症的杀手锏。相关成果发表在美国《分子治疗》杂志上。 脓毒症是一种由细菌或者病毒感染所致的过度炎症反应综合征，是危重病急救医学感染患者晚期死亡的主要原因，目前尚无有效的治疗手段。当脓毒症患者接受大剂量抗生素治疗时，抗生素在杀灭病原菌的同时，死亡的病原体会释放超量的毒素和细菌DNA，这些致病分子可进一步激发机体过度炎症反应，导致多器官功能障碍而加速患者的死亡。 “如何在杀菌的同时中和毒素，成为脓毒症治疗的重要科学问题。”陆军军医大学陆军特色医学中心干细胞与再生医学科主任徐祥说，过往的研究中，单一针对脓毒症发病机制中某一关键介质或者调控环节的治疗措施均未能获得令人满意的临床治疗效果。 为此，研究人员设计了具有抗菌、抗毒、抗炎和组织修复能力的间充质干细胞。在对脓毒症模型小鼠进行的治疗中，新型间充质干细胞可显著降低主要器官细菌载量和血清炎症因子，显著提高血清中内毒素清除能力、组织修复能力和小鼠生存率，特别是耐药性金黄色葡萄球菌感染的小鼠生存率由20.7%提高到56.7%。 徐祥表示，研究团队后期将进一步开展新型间充质干细胞移植治疗脓毒症的临床转化研究工作，若能有效应用此策略，将极大提高脓毒症的临床治疗效果，或可改写多重耐药、无药可控的现象。
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