干細(xì)胞誘導(dǎo)分化為胰腺β細(xì)胞的研究現(xiàn)狀

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1、干細(xì)胞誘導(dǎo)分化為胰腺β細(xì)胞的研究現(xiàn)狀0842041006生物科學(xué)彭博1學(xué)術(shù)背景干細(xì)胞是一種具有極強(qiáng)自我更新能力和多向分化潛能的細(xì)胞，在目前的細(xì)胞生物學(xué)研究中，其誘導(dǎo)分化成的胰島細(xì)胞可以發(fā)揮對(duì)血糖的生理性調(diào)節(jié)作用。由于作為胰島移植治療中胰島細(xì)胞來源的胰島供體數(shù)量不足，而干細(xì)胞誘導(dǎo)分化得到的胰島細(xì)胞可以發(fā)揮調(diào)節(jié)血糖的作用，因此由干細(xì)胞誘導(dǎo)分化成的胰島目前已成為治療Ⅰ型糖尿病和部分Ⅱ型糖尿病患者的新發(fā)展方向之一。2001年，Lumelsky等首次報(bào)道將小鼠胚胎干細(xì)胞誘導(dǎo)分化為能分泌胰島素、類似胰島結(jié)構(gòu)的細(xì)胞團(tuán)。同年，

2、Assady等成功地將人胚胎干細(xì)胞誘導(dǎo)分化為能分泌胰島素的細(xì)胞。近幾年隨著干細(xì)胞研究的逐步深入，許多研究已經(jīng)證明可以從胚胎干細(xì)胞、胰腺干細(xì)胞、骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞、肝臟干細(xì)胞或臍血干細(xì)胞等誘導(dǎo)分化出胰腺β細(xì)胞。2綜合評(píng)價(jià)2.1常用于誘導(dǎo)分化為胰腺β細(xì)胞的干細(xì)胞來源干細(xì)胞廣泛存在于人體的各種組織之中，目前已經(jīng)有多種來源的干細(xì)胞應(yīng)用于細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)之中。而用于誘導(dǎo)分化為胰腺β細(xì)胞的干細(xì)胞多是從胚胎、胰腺及骨髓中分離得來，也有報(bào)告從神經(jīng)、肝臟或臍血中分離得來。2.1.1胚胎干細(xì)胞胚胎干細(xì)胞是一種從囊胚內(nèi)層細(xì)胞

3、團(tuán)或胚胎生殖嵴分離出來的全能干細(xì)胞，能在體外無限增殖并分化為各種類型組織細(xì)胞。胚胎干細(xì)胞在體外分化首先產(chǎn)生擬胚體，并進(jìn)一步產(chǎn)生內(nèi)、中、外3個(gè)胚層。胚胎干細(xì)胞是目前在體外誘導(dǎo)分化為胰腺β細(xì)胞研究中最為深入的靶細(xì)胞。2.1.2胰腺干細(xì)胞理論上，胰腺干細(xì)胞可能存在于胎胰或成年胰腺組織（胰腺導(dǎo)管上皮細(xì)胞）中，也可來源于胚胎干細(xì)胞的進(jìn)一步分化。但成年胰腺組織中是否存在胰腺干細(xì)胞仍然存在爭(zhēng)議。Ramiya等從未發(fā)病的成年非肥胖糖尿病小鼠的胰導(dǎo)管上皮結(jié)構(gòu)中分離出胰腺干細(xì)胞，經(jīng)體外擴(kuò)增并誘導(dǎo)分化為胰島后，移植到小鼠自身的腎囊或

4、皮下組織，可以逆轉(zhuǎn)其胰島素依賴型糖尿病。并且成人胰腺導(dǎo)管上皮細(xì)胞也可在體外進(jìn)行擴(kuò)增，并誘導(dǎo)分化為胰島細(xì)胞。但是，美國(guó)哈佛大學(xué)Melton教授的實(shí)驗(yàn)室報(bào)道，成年期小鼠和胰腺部分（70%）切除術(shù)后小鼠的胰島β細(xì)胞主要來自原有的β細(xì)胞自我復(fù)制，而不是來自多能胰腺干細(xì)胞的分化。該報(bào)道在學(xué)術(shù)界引發(fā)了關(guān)于成體胰腺中是否存在胰腺干細(xì)胞的激烈爭(zhēng)論。最近的許多研究支持成年小鼠胰腺組織中存在胰腺干細(xì)胞，并且在體外可誘導(dǎo)分化為胰島素分泌細(xì)胞。另有研究發(fā)現(xiàn)，成年大鼠和人胰島中都存在nestin陽(yáng)性細(xì)胞，其具有干細(xì)胞的特性，體外培養(yǎng)可分

5、化為胰腺內(nèi)分泌細(xì)胞、外分泌細(xì)胞以及肝細(xì)胞。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果都支持胰腺組織中存在胰腺干細(xì)胞，并且可以在體外向胰島細(xì)胞分化。2.1.3骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞骨髓來源的間充質(zhì)干細(xì)胞可以產(chǎn)生支持造血細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖的細(xì)胞因子，發(fā)揮功能性基質(zhì)的作用。與傳統(tǒng)意義上的骨髓基質(zhì)細(xì)胞相比存在本質(zhì)區(qū)別，骨髓基質(zhì)細(xì)胞是一群分化成熟的細(xì)胞，間充質(zhì)干細(xì)胞則具有典型的干細(xì)胞增殖特點(diǎn)。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞除了具有干細(xì)胞的特點(diǎn)外，還具有明顯的可塑性，是組織工程及基因治療較為理想的靶細(xì)胞。在特定的條件誘導(dǎo)作用下，骨髓來源的間充質(zhì)干細(xì)胞可以定向分化為多種細(xì)胞，在

6、特定的誘導(dǎo)條件下已定向分化出胰腺β細(xì)胞。2.1.4神經(jīng)干細(xì)胞Nestin是一種中間纖維蛋白，在神經(jīng)發(fā)育的研究中被確定為神經(jīng)干細(xì)胞的標(biāo)志物。有報(bào)道指出在成年胰島內(nèi)存在巢蛋白陽(yáng)性細(xì)胞，其后研究發(fā)現(xiàn)巢蛋白陽(yáng)性細(xì)胞廣泛存在于胚胎期和成年胰島、胰導(dǎo)管及中心腺泡內(nèi)。Zulewski等檢測(cè)了胰島中是否存在nestin陽(yáng)性細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)成年大鼠和人胰島中都存在nestinlocatedintheTomb,DongShenJiabang,deferthenextdayfocusedontheassassination.Linpi

7、ng,Zhejiang,1ofwhichliquorwinemasters(WuzhensaidinformationisCarpenter),whogotAfewbayonets,duetomissedfatal,whennightcame陽(yáng)性細(xì)胞，具有分化為胰島細(xì)胞的潛能，這表明神經(jīng)干細(xì)胞和胰島細(xì)胞這間可能存在密切的聯(lián)系。姚忠祥等成功地將神經(jīng)干細(xì)胞在體外誘導(dǎo)分化為類胰島樣組織。讓神經(jīng)干細(xì)胞為應(yīng)用干細(xì)胞治療糖尿病的研究提供了新的途徑和方法。2.1.5肝臟干細(xì)胞眾所周知，肝臟在受到創(chuàng)傷后有很強(qiáng)的自我修復(fù)能力。目

8、前已有研究成功地將胎肝細(xì)胞在體外誘導(dǎo)分化為胰島素分泌細(xì)胞，為體外誘導(dǎo)分化出胰島β細(xì)胞的研究提供了新的途徑和方法。2.1.6臍血間充質(zhì)干細(xì)胞人臍帶血是胎兒出生時(shí)臍帶內(nèi)及胎盤近胎兒一側(cè)血管內(nèi)的血液，不僅含有豐富的造血干細(xì)胞，而且含有豐富的間充質(zhì)干細(xì)胞，已成為與外科移植、免疫治療及基因治療有關(guān)的間充質(zhì)干細(xì)胞研究中的主要來源。Yoshida等證實(shí)了臍血干細(xì)胞在小鼠體內(nèi)分化為胰島素分泌細(xì)胞，但有