β 细胞（绿色）分泌胰岛素。

图片来源：Masur / Wikimedia Commons

      1 型糖尿病患者的胰岛细胞被免疫系统破坏，导致无法分泌人体不可或缺的胰岛素，糖友必须通过每天注射胰岛素来代替身体中缺失的这部分。

      通过移植从脑死亡器官捐献者的胰腺中分离出的 β 细胞，可以使糖尿病患者重新恢复分泌胰岛素的功能。

      但是，这种治疗方式并未被广泛采用，因为至少需要来自两名捐献者的细胞，才能治疗一位糖尿病患者，资源极其有限。

      长期以来，研究人员一直在尝试利用干细胞的分化潜能，培养出功能性 β 细胞，未来这方面的治疗可能会愈发普遍。

      但是，就目前而言，由干细胞分化的胰岛 β 细胞尚不成熟，调节分泌胰岛素的效果并不理想。这或许是近年来美国进行的相关临床试验，未有突破性进展的部分原因。

      芬兰赫尔辛基大学的 Timo Otonkoski 教授与其团队进行了一项创新性的研究，对干细胞分化的胰腺细胞的功能进行优化。

      芬兰科学院资助了 Timo Otonkoski 教授团队的科研项目，该研究团队的研究成果发表于《Nature Biotechnology》杂志（最具权威的《Nature》杂志旗下子刊），他们首次证明，干细胞能够分化出在结构与功能上，都与正常胰岛极其相似的细胞。

      研究人员表示，在研究过程中，分化的细胞可以像正常胰岛细胞一样，调节胰岛素的分泌，分化的细胞对葡萄糖水平变化的反应，甚至比对照组——从器官捐献者中分离出的胰岛更好。

    最全面的 β 细胞功能研究

      研究团队在论文中介绍，他们结合先前在干细胞生成胰岛细胞的进展，以量化的方式全面比较，与原代人类成熟胰岛的相似性和差异性，设计了优化的分化方案。尤其是最后的成熟阶段，对干细胞分化胰岛的细胞结构进行了深度重组，最终使葡萄糖刺激的胰岛素分泌，达到与原代成年胰岛相似的成熟水平。

      研究人员分别在细胞培养（指在体外模拟体内环境，使之生存、生长、繁殖并维持主要结构和功能的一种方法）和小鼠体内进行验证，这些由干细胞分化产生的 β 细胞，可以在葡萄糖升高的条件下触发胰岛素分泌，有效地控制小鼠的血糖水平。

      负责细胞移植的研究成员 Jonna Saarimäki-Vire 博士表示：“试验小鼠的血糖水平高于正常人类，大约是 8-10 mmol/l。细胞移植后，它的血糖水平下降到正常人类的水平，大约是 4-5 mmol/l，并能保持在这个水平，证明干细胞分化的细胞，移植后能够调节小鼠的血糖水平。”

            分化方案示意图

      该研究团队所发表的关于功能性 β 细胞的研究，是目前该领域最全面的。

      除了研究分泌胰岛素的细胞外，研究人员还通过细胞生理学分析、单细胞RNA测序等，深入研究调节胰岛素分泌的系统的功能，包括代谢和离子通道，并与体外成熟过程中基因表达发生的变化相联系。

      Timo Otonkoski 教授表示：“我们的研究将有助于进一步改善干细胞分化的胰岛细胞，使它们更容易用于构建疾病模型和细胞治疗。”

      期待这项技术的发展与应用，未来帮助糖尿病患者解决所面临的问题。