糖尿病是21世纪主要的公共卫生挑战之一，对全球卫生造成了沉重的负担。据估计，全世界有4.63亿成年人(每11人中就有1人)患有糖尿病，预计到2045年，这一数字将达到7亿。2型糖尿病占全球糖尿病病例的90%左右。虽然生活方式的改变和药物治疗都是治疗2型糖尿病的有效方法，但结果仍普遍存在显著的可变性，导致监测不规律。有效药物的次优使用和β细胞功能下降导致的不可避免的疾病进展。因此，需要采用创新的疗法来延缓β细胞丢失、内源性β细胞群的再生或用干细胞工程胰岛补充β细胞。
近日，由电子科技大学附属医院·四川省人民医院器官移植研究所王轶研究员团队和瑞士弗里堡大学医学院LeoBuhler教授团队发表在FrontiersinImmunology上的综述文章EngineeringIsletsfromStemCells:theoptimalsolutionforthetreatmentofdiabetes?重点介绍了诱导多能干细胞(iPSCs)、间充质干细胞(MSCs)、胚胎干细胞(ESCs)和胰腺祖细胞生物工程的最新进展，以产生胰岛素和葡萄糖调节细胞用于β细胞替代治疗。
图1.干细胞工程治疗1型糖尿病
自20世纪80年代以来，组织工程技术如3D生物打印技术在人类治疗应用方面有了很大的发展，包括生物人工胰腺的制造。3D生物打印技术包括分离和扩增人体细胞，然后是自动打印含有此类细胞的生物可降解支架。类器官是在体外培养中获得的三维多细胞球体。利用胰岛细胞的多种3D细胞培养方法已被描述，以获得异型细胞胰岛类器官。值得注意的是，这种异型细胞的胰岛类器官可能整合不同类型的支持细胞，如内皮细胞，进入胰岛素生成结构，这是增加移植胰岛新生血管的一种有价值的策略。
图2.iPSCs衍生的胰岛功能置换
图3.ESCs衍生胰岛素补充
间充质干细胞和胰岛共同移植保护胰岛功能
骨髓间充质干细胞是多能干细胞,主要用于细胞和再生疗法(图4)。MSCs可分泌多种免疫调节分子，如白血病抑制因子(LIF)、前列腺素E2(PGE2)、肿瘤坏死因子(TNF)刺激基因6蛋白(TSG6)，通过释放TSG6抑制巨噬细胞、中性粒细胞和单核细胞浸润炎性部位。此外，间充质干细胞可以通过减少肌成纤维细胞分化和ECM在成纤维细胞和上皮细胞中的沉积来限制纤维化反应。此外，MSCs还分泌血管生成因子，如血管内皮生长因子(VEGF)、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)和转化生长因子-β(TGF-β)。这些分泌因子支持胰岛建立自己的血管系统。因此，这些特征赋予间充质干细胞与胰岛细胞共移植时支持各种功能的潜力。早期研究表明，MSCs和胰岛共移植保护胰岛免受与即时血液介导的炎症反应(IΒMIR)、疲劳、腹泻和长期使用免疫抑制治疗引起的免疫性肺炎相关的问题【8-11】。在MSCs和胰岛共移植中，MSCs产生了有利于胰岛修复和体外长寿的微环境，并促进胰岛素分泌和胰岛移植导致stz诱导的糖尿病小鼠。因此，MSCs似乎是与胰岛共移植的理想支持细胞，但仍有研究空白有待填补。
图4.MSCs在细胞工程技术中的作用
胰腺祖细胞作为β细胞的另一种来源
最近的临床试验已经开始使用来自干细胞的胰岛细胞移植到糖尿病患者，肿瘤发生、移植后生存、遗传不稳定性和免疫原性等关键瓶颈需要进一步优化。作为一种被寄予很高期望的新方法，干细胞生物工程胰岛在未来的临床应用和解决糖尿病治疗困境方面具有相当大的潜力。
王轶、LeoH.Βuhler、耿真为共同通讯作者，杜素雅、李艳娇为共同一作。
（本文撰稿：李艳娇，现为电子科技大学医学院学生）
制版人：十一
参考文献
1.Tao,T.,etal.,Engi,2019.19(6):
2.Pagliuca,,Howtomakeafunctionalβ-,2013.140(12):
3.Augsornworawat,P.,etal.,Single-CellTranscriptomeProfilingRevealsβ,2020.32(8):
4.Assady,S.,etal.,,2001.50(8):
5.D'Amour,,etal.,Productionofpancre,2006.24(11):
6.Jiang,J.,etal.,Generationo,2007.25(8):
7.Rezania,A.,etal.,,2013.31(11):
8.Figliuzzi,M.,etal.,Mesenchymalst,2014.6(2):
9.Berman,,etal.,Mesenchy,2010.59(10):
10.Figliuzzi,M.,etal.,Bonemarrow-der,2009.41(5):
11.Ito,T.,etal.,Mesenchymalstemcellandi,2010.89(12):
转载须知
【非原创文章】本文著作权归文章作者所有，欢迎个人转发分享，未经作者的允许禁止转载，作者拥有所有法定权利，违者必究。
