子科生物報道:北京時間4月8日，國際著名學術期刊 Nature Protocols 在線發(fā)表了中國科學院分子細胞科學卓越創(chuàng)新中心（生物化學與細胞生物學研究所）曾藝研究組的最新文章 “Isolation of mouse pancreatic islet Procr+ progenitors and long-term expansion of islet organoids in vitro”。該研究工作建立了分離小鼠胰島中 Procr 干細胞并在體外長期擴增小鼠胰島類器官的技術方法。

　　近年來，胰島移植作為新興的糖尿病治療方法，在臨床應用上取得了一定的成功，但供體胰島的嚴重不足極大地限制了這種治療手段的進一步普及。因此，發(fā)展在體外產(chǎn)生大量表達胰島素的β細胞的技術方法具有巨大的臨床應用價值。此前的方法主要有兩種，第一種是基于胚胎干細胞 (ESCs) 和誘導性多能干細胞 (iPSCs) 的定向誘導分化獲取功能性胰島細胞。這類研究較廣泛地在國際多個實驗室開展，已經(jīng)取得了卓越的進展。然而，這類方法仍需要體外多步驟誘導分化，工藝復雜、時程長，其中混雜的未能完全分化的細胞具有成瘤隱患。第二種是以胰腺組織的細胞為來源，從胰腺導管細胞 (Duct cells) 或胰島α細胞轉分化產(chǎn)生β細胞，但現(xiàn)階段這類方法效率很低，不能大量產(chǎn)生β細胞。科研人員認為，以胰島的成體干細胞為來源，在體外制備功能性胰島類器官，理論上是更安全的、分化途徑最短、工藝最簡單的獲得β細胞的方法。而且，β細胞的功能（響應糖刺激、分泌胰島素）需要胰島內(nèi)其它各類內(nèi)分泌細胞（α，delta, pp）的相互作用，從成體干細胞為來源的胰島類器官正是包含胰島所有的內(nèi)分泌細胞類型，展現(xiàn)出這類方法獲得的“人工胰島”的功能的卓越性。

　　曾藝研究組長期致力于成體干細胞的研究，包括鑒定干細胞身份屬性、確定干細胞信號調(diào)控機制、研究干細胞與疾病的關系以及建立基于干細胞的體外類器官培養(yǎng)體系等。2020年發(fā)表的Cell文章中發(fā)現(xiàn)并鑒定了小鼠胰島成體干細胞，并建立了小鼠胰島類器官體外長期擴增的培養(yǎng)體系。本次的研究工作詳細分解了小鼠胰島類器官培養(yǎng)的技術方法。首先描述了如何從小鼠中分離Procr胰島干細胞，接著通過干細胞與血管內(nèi)皮細胞的共培養(yǎng)方法，建立了體外高效形成可長期擴增的胰島類器官的體系，可使這類胰島類器官達到成熟狀態(tài)，最后提供了體外、體內(nèi)評估胰島類器官成熟程度和功能有效性的多個下游試驗方法。該研究為體外長期培養(yǎng)并獲得大量功能性小鼠胰島β細胞貢獻了詳細的技術方法，也為體外獲得大量人胰島β細胞提供了重要的提示。

　　分子細胞卓越中心王經(jīng)強博士、王代松博士為該研究論文的共同第一作者。該論文的其他作者包括曾藝研究組白藍月博士、博士研究生陳心怡、苑舒博、劉春業(yè)。特別感謝分子細胞卓越中心細胞分析技術平臺、中國科學院上海營養(yǎng)與健康研究所生物醫(yī)學大數(shù)據(jù)中心的大力支持。該項成果獲得中科院先導項目、科技部項目、國家自然科學基金委等的經(jīng)費支持。

　　文章鏈接：https://doi.org/10.1038/s41596-022-00683-w