發(fā)布日期：2018-05-15
隨著最近胰島組織移植的成功，利用組織移植治療器官功能失常的策略正在得到越來越多的關(guān)注。而且，在基于干細(xì)胞的組織工程學(xué)方面的創(chuàng)新進(jìn)一步顯示出這一策略的巨大醫(yī)療潛力。但是，臨床上使用組織移植療法能否成功的關(guān)鍵，在于移植到宿主體內(nèi)的組織能否及時發(fā)育出血管網(wǎng)絡(luò)并且整合到宿主體內(nèi)。日前，日本橫濱市立大學(xué)（Yokohama City University， YCU）的研究人員開發(fā)出一種稱為“自我凝結(jié)”（self-condensation）的生物工程培養(yǎng)方法，讓不同組織碎片中的細(xì)胞自動凝結(jié)生成具備血循環(huán)系統(tǒng)的組織。這項研究發(fā)表在最新一期的《Cell Reports》上。
▲圖片來源：123RF
對于1型糖尿病患者來說，由于分泌胰島素的胰島受到損傷，他們需要終身接受胰島素治療來控制病情，不能及時接受胰島素注射可能危及他們的生命。因此，開發(fā)出一種長期有效的治療方式將會造福全球上百萬兒童和成年患者。
人體胰島組織已經(jīng)被用來移植到糖尿病患者體內(nèi)作為治療方法，但是移植組織成功整合進(jìn)宿主體內(nèi)的比例較低，因為胰島組織在移植手術(shù)前接受的處理過程將胰島的血管系統(tǒng)剝離，導(dǎo)致它們供血不足，因而無法發(fā)揮出最大療效。
“我們需要一種方法能夠讓移植體及時發(fā)育出血管系統(tǒng)，”文章的資深作者之一，YCU的谷口英樹（Hideki Taniguchi）博士說。
在這項研究中，研究人員將捐獻(xiàn)的人體器官或小鼠器官解離成小的組織碎片，然后將它們與間充質(zhì)干細(xì)胞（mesenchymal stem cells, MSNs）和人臍靜脈血管內(nèi)皮細(xì)胞（human umbilical vascular endothelial cells, HUVECs）混合在一起。這兩種胚胎期祖細(xì)胞有支持身體和器官形成的功能。將這些組織碎片和細(xì)胞在培養(yǎng)皿中混合在一起，然后等待它們自我組裝凝結(jié)成一塊組織。研究結(jié)果表明，胰島組織碎片與MSNs和HUVECs一起能夠自我組裝生成胰島組織，并且在組織中生成血管系統(tǒng)。
▲該圖顯示，由研究人員生物工程化并移植入小鼠的血管化胰島（綠色區(qū)域）。
生物工程胰島具有血管網(wǎng)絡(luò)（顯示為紅色）并分泌激素如胰島素，在移植后7天顯示。
（圖片來源：Cincinnati Children's Hospital）
當(dāng)這些利用組織工程生成的胰島被移植到模擬人類1型糖尿病的小鼠模型體內(nèi)后，它們能夠像小鼠內(nèi)分泌系統(tǒng)的一部分一樣行使分泌胰島素和調(diào)控血糖的功能。研究結(jié)果表明，這種移植組織不但在移植手術(shù)后整合到小鼠體內(nèi)的比例顯著增加，而且能夠成功消除小鼠的疾病癥狀。
“每年有7萬9千名新1型糖尿病患者出現(xiàn)，這一手段可以成為治愈他們的主要策略，”這項研究的負(fù)責(zé)人、YCU的Takanori Takebe教授說。
Takanori Takebe教授的團隊過去的研究已經(jīng)表明，使用誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（induced pluripotent stem cell）和MSNs、HUVECs結(jié)合能夠生成具備血管系統(tǒng)的類器官組織。這項研究進(jìn)一步擴展了培養(yǎng)生成類器官的細(xì)胞來源。
我們期待這一研究成果也能適合人體，盡快為糖尿病患者帶來福音。
參考資料：
[1] Tissue-engineered human pancreatic cells successfully treat diabetic mice
[2] Self-Condensation Culture Enables Vascularization of Tissue Fragments for Efficient Therapeutic Transplantation
來源：藥明康德
