胃干細胞有望成為治療糖尿病的手段

研究人員從人類胃部提取干細胞，并將其轉化為能對血糖水平變化作出反應的胰島素生產細胞，就像健康的胰腺細胞一樣。這一發現可能意味著有一天，糖尿病患者可以生產自己的胰島素，而不是依賴注射。

人類胃部分泌胰島素的器官在分子和功能上與胰島相似。紅色：c-肽，是促胰島素的副產品。綠色：胰高血糖素（通常由胰腺的α細胞產生）和體肽和胃泌素（通常由胃細胞產生）。藍色： DAPI，標記細胞核。圖片由黃曉峰提供。

盡管1型糖尿病的確切原因尚不清楚，但人們認為它是由一種自身免疫反應引起的，即身體攻擊并破壞了胰腺的β細胞，即產生胰島素的細胞。多年來，研究人員一直在研究如何通過使用干細胞來創造產生胰島素的細胞來取代被免疫系統破壞的細胞來"治愈"糖尿病。

人類腸道中的干細胞，即胃干細胞每隔五至七天就會完成再生我們腸道內壁的非凡壯舉。它們還分化成腸道特定組織，包括分泌激素的腸道內分泌細胞（EECs）。能夠產生分泌激素胰島素的EECs，對于那些β細胞已經停止產生或沒有產生足夠的胰島素的1型糖尿病患者來說，具有很大的治療價值。

現在，威爾康奈爾醫學院的研究人員已經實現了這一目標，將人類胃干細胞轉化為分泌胰島素的細胞，這些細胞對血糖水平的反應與健康的胰腺β細胞一樣。

該研究的通訊作者Joe Zhou說："胃會制造自己的激素分泌細胞，而胃細胞和胰腺細胞在胚胎發育階段是相鄰的，所以從這個意義上說，胃干細胞能夠如此輕易地轉化為類似β細胞的胰島素分泌細胞，并不完全令人驚訝。"

這是Zhou 15年多來一直努力實現的目標。通過早期的實驗，他發現他可以通過強制激活三個轉錄因子（控制基因表達的蛋白質），將小鼠的普通胰腺細胞轉化為分泌胰島素的β細胞。2016年，再次使用小鼠，他和他的研究團隊發現，胃干細胞也對這種三因子激活方法高度敏感。

在目前的研究中，研究人員通過一種簡單的非手術程序，即內窺鏡檢查，將一根帶有攝像頭的細軟管（內窺鏡）通過口腔插入胃部，取出胃干細胞。內窺鏡上安裝了一個工具，使操作者能夠提取組織樣本。

在將胃干細胞轉化為被稱為胃胰島素分泌細胞（GINS）的β樣細胞后。研究人員將它們培育成被稱為器官的小集群，他們發現，這些細胞在10天內對葡萄糖變得敏感，并通過分泌胰島素做出反應。

當GINS被移植到糖尿病小鼠體內時，它們的行為很像真正的胰腺β細胞，通過分泌胰島素對血糖的上升作出反應，以保持血糖水平的穩定。移植的細胞在研究人員監測的6個月時間里繼續產生胰島素。他們說，這表明它們的穩健性。

這是一項概念驗證研究，為開發基于患者自身細胞的1型糖尿病和嚴重2型糖尿病的治療方法奠定了基礎。

2021年，全世界估計有840萬1型糖尿病患者。到2040年，這一數字預計將上升到1350萬至1740萬之間。目前，1型糖尿病患者用胰島素治療他們的病情，手動注射或使用可穿戴的胰島素泵連續注射。一些晚期2型糖尿病患者需要服用胰島素來補充他們身體的不足水平。

研究人員說，移植由患者干細胞產生的胰島素分泌細胞是改善β細胞功能的一種更自然的方式，并將減少移植排斥問題。研究人員將在推進臨床試驗之前優化他們的方法，包括增加用于人類移植的β樣細胞生產規模。重要的是，他們正在努力修改這些細胞，使它們不那么容易受到免疫系統的攻擊，這種攻擊會破壞1型糖尿病患者的β細胞。

該研究發表在《自然-細胞生物學》雜志上。