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糖尿病是嚴重危害人類健康的最主要慢性病之一。不論是患者還是科研人員與糖尿病的鬥爭由來已久，但在尚未徹底闡明發病機制前，想要根治糖尿病仍是全球醫療的棘手問題。
糖
尿
病
糖尿病是一組以高血糖為特征的代謝性疾病。高血糖則是由於胰島素分泌缺陷或其生物作用受損，或兩者兼有引起。糖尿病時長期存在的高血糖，導致各種組織，特別是眼、腎、心臟、血管、神經的慢性損害、功能障礙。
糖尿病主要分1型和2型：
1型糖尿病是一種嚴重的疾病，病因在於患者自身的免疫系統錯誤地對胰島中產生胰島素的細胞展開攻擊，導致後者被摧毀。因此，患者不得不依賴體外的胰島素，來進行自身血糖的控制；
在2型糖尿病裡，患者的β細胞也往往會出現問題，不能完好地工作。因此，在胰島素治療之外，胰島移植就成了這些糖尿病患者、尤其是1型糖尿病患者的一個治療選擇。
胰島素和胰島移植是目前治療1型和2型糖尿病的主要門路。但由於胰腺供體不足及移植排斥等原因，限制了胰島細胞移植在臨床上的廣泛應用。為此，科學家們在如何擴增胰島β細胞上做了很多研究並取了一些成果。
胰腺中的β細胞負責產生、儲存和釋放能調節血液中葡萄糖水平的激素——胰島素。
多年來，科學家們利用胚胎幹細胞、多能幹細胞等，開發出了一些能夠用於移植的細胞源。這得益於幹細胞能在一定條件下可以分化成多種功能細胞的原因，目前已經逐漸成為人們尋找胰島β細胞替代物的新資源。它能夠從細胞和基因水平治療糖尿病，並且具備不良反應小、血糖穩定、預後好等優點，越來越引起研究者的重視。
2018年2月，在《Cell》子刊《Cell Reports》上，來自邁阿密大學醫學院糖尿病研究所的科研人員們在線發表了一項重要研究。他們發現，在一款叫BMP-7的天然分子誘導下，胰島中的一些細胞能分化成β細胞，並對葡萄糖產生反應。這一重要發現有望為我們帶來針對糖尿病的再生細胞療法。
在研究中，研究人員們發現了兩個關鍵的蛋白——對於β細胞發育至關重要的PDX1，以及和組織再生有關的ALK3。通過特殊的分子捕獲技術，他們能將表達這兩個蛋白的細胞分離出來，在培養基裡進行培養，分化成β細胞。
誘導出的細胞對葡萄糖有反應（圖片來源：《Cell Reports》）
通過這樣的生化實驗方法，有望生產出大量胰島β細胞。目前BMP-7這款天然分子，已經得到了美國FDA的批準，能夠用於臨床。
BMP-7分化β細胞研究的圖示（圖片來源：《Cell Reports》）
「通過再生醫學，我們能在自然胰腺中恢復胰島素的生產力，並有朝一日取代胰腺或胰島素產生細胞的移植。在1型糖尿病裡，我們需要克服自身免疫，避免免疫系統對新生成的胰島素產生細胞進行攻擊。而我們的方法能提高免疫耐受，無需終身服用抗排斥的藥物。」邁阿密大學醫學院糖尿病研究所的主任Camillo Ricordi博士補充說。
2018年11月，《Nature》期刊上發表了一項新的研究，來自丹麥哥本哈根大學的研究人員發現了決定胰腺中未成熟細胞：胰腺祖細胞（pancreatic progenitor），在發育中的胰腺內部，這些胰腺祖細胞是高度遷移性的，它們的命運受到它們的周圍環境的影響：接觸特定的胞外基質組分決定著它們的最終命運。這一突破性發現將有助於利用幹細胞產生的胰島β細胞治療1型糖尿病。
祖細胞屬於成體幹細胞，是未分化的多能或專能幹細胞。與幹細胞一樣，能夠自我更新和分化為成熟的細胞類型。但它們最重要的一個區別是：幹細胞可以無限增殖，而祖細胞分裂的次數是有限的。
為了能在器官形成期間研究祖細胞的動態行為，研究人員將源自人幹細胞的胰腺祖細胞接種在散布著不同的基質蛋白的載玻片上。他們發現不同胞外基質組分之間的相互作用改變胰腺祖細胞內的機械力。這些機械力是由位於細胞外的胞外基質和位於細胞內部的肌動蛋白細胞骨架之間的相互作用產生的。
胰腺祖細胞能夠產生胰腺內分泌細胞和胰腺導管細胞（ductcell）。胰腺內分泌細胞包括胰腺中所有產生激素的細胞，比如位於胰島內部的產生胰島素的β細胞和產生胰高血糖素的α細胞，而胰腺導管細胞是位於胰腺導管內壁的上皮細胞。在這項新的研究中，這些研究人員發現接觸胞外基質層黏連蛋白（laminin）會減少細胞內的機械力，從而指導胰腺祖細胞產生胰腺內分泌細胞。反之，接觸纖連蛋白（fibronectin）會增加細胞內的械力，從而促進胰腺祖細胞產生胰腺導管細胞。
通過這項研究，產生胰島素的β細胞如今能夠利用人多能性幹細胞更加經濟地和可靠地制造出來，以便在未來用於治療糖尿病。Semb說，「我們的發現開辟了新領域，這是因為它解釋了多能性祖細胞在器官形成過程中如何分化為不同的細胞類型。它還為我們提供了在實驗室中重建這個分化過程的方法，以便更精確地產生在諸如1型糖尿病和神經退行性疾病之類的嚴重疾病中丟失或遭受損傷的細胞，用於未來的細胞替換療法。」
通過自身細胞來治療糖尿病可以清除免疫排斥的風險，所以科學家們對於糖尿病的細胞療法有著廣泛的興趣。治愈糖尿病及擺脫胰島素也是每一個患者和科學家的期待，我們相信，隨著科學的進步，對新療法的探索以及臨床試驗的開展，每一項突破都意味著我們距離治愈糖尿病的終極目標又近了一步。
延伸閱讀：
案例集錦｜用幹細胞治療糖尿病 中國走在世界前列
糖尿病丨靠胰島素續命的時代正在被瓦解…
參考資料：
1.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211124718301748
2.https://www.nature.com/articles/s41586-018-0762-2
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