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インスリンを作成するために再プログラムされたヒト細胞

Langerhansの島、人間の膵臓の内分泌の部品の細胞を示す偽色のTEM。

膵臓のランゲルハンス島の細胞は、インスリンなどのホルモンを分泌します。クレジット:CNRI/SPL

膵臓内のインスリン産生細胞の単一の種類の破壊は、糖尿病につながる可能性があります-しかし、研究は、他の細胞がその場所を取り、血糖値を制御す

この結果は、”再プログラム化された”インスリン産生細胞を糖尿病の治療として使用できることを期待しているが、このアプローチはこれまでのところ、マウスの研究でヒト細胞でのみ試験されている。

2月13日にNature1で発表された研究では、研究者らは、血液中のグルコースの量を調節するホルモンであるインスリンを通常作らないヒト膵臓細胞

マウスに移植すると、これらの再プログラムされた細胞が糖尿病の症状を緩和し、いつかこの方法が人々の治療として使用される可能性が高まった。

「これには大きな可能性があると思います」と英国のリンカーン大学の生物学者、テレンス・ハーバートは言う。 しかし、それは技術が診療所で使用することができる前に克服するためにいくつかのハードルで、彼は言う、まだ初期の頃です。

システムの内訳

食後に血糖値が上昇すると、膵臓のβ細胞と呼ばれる細胞は通常、インスリンを放出することによって応答し、細胞を刺激して糖を吸収し始める。 糖尿病を持つ人々では、このシステムは、体を損傷し、病気を引き起こす可能性が高い血糖値につながる、破壊します。

1型糖尿病では、免疫系がβ細胞を攻撃して破壊し、2型糖尿病ではβ細胞がホルモンを十分に産生しないか、体がインスリンに抵抗性になる。

科学者たちは以前、マウスの研究で、β細胞が破壊されると、α細胞と呼ばれる別のタイプの膵臓細胞がよりβ様になり、インスリンを作り始めるこ これらのα細胞は、通常、ホルモングルカゴンを産生し、膵島またはランゲルハンス島と呼ばれるホルモン分泌細胞の塊にβ細胞と並んで見出される。 これまでの研究では、遺伝子発現を制御する二つのタンパク質は、マウスにおけるインスリンを産生するためにα細胞を同軸にする上で重要な役割を

ヒューマンファクター

だから、スイスのジュネーブ大学のPedro Herreraらは、ヒトα細胞でこれらのタンパク質をより多く産生することが同様の効果を持つかどうか疑問に思った。

彼らは最初にヒト膵臓から膵島細胞を採取し、個々の細胞型を分離した。 その後、Pdx1とMafAタンパク質をコードするDNAをα細胞に導入し、その後、それらを凝集させました。

一週間の培養後、ヒトα細胞のほぼ40%がインスリンを産生していたが、再プログラムされていない対照細胞はそうではなかった。 再プログラムされた細胞はまた、β細胞に関連する他の遺伝子の発現の増加を示した。 “彼らはハイブリッドな性格を持っています”とHerrera氏は言います。

その後、チームはβ細胞を破壊した糖尿病マウスに細胞の塊を移植し、血糖値が正常レベルに低下することを発見しました。 細胞移植片が除去されたとき、マウスの血糖値が戻って撮影しました。

switching identity

herrera氏は、糖尿病患者でα細胞や他の種類の膵島細胞がこのようにインスリンの産生を開始できれば、生活の質が大幅に向上する可能性があると述べている。 夢は、α細胞の同一性を切り替えることができる薬を見つけることだとHerrera氏は述べています。

しかし、彼はどんな種類の治療もまだ遠いことを認めている。 まず、彼のチームは、α細胞がよりβ様になったときに分子レベルで何が起こっているのかを理解する必要があります。

他のチームも膵臓に新しいインスリン産生細胞を作ろうとしており、一部のチームは幹細胞からβ細胞を生成しようとしている。 しかし、1型糖尿病では、免疫系がβ細胞を攻撃し、そのような戦略に挑戦しています。

Herreraと彼のチームは、ハイブリッド細胞がこの種の攻撃を受けにくいといういくつかの証拠を提示し、herbertは、彼らの方法が幹細胞アプローチよりもβ細胞を生成するより実行可能な方法である可能性があることを示唆していると指摘している。

しかし、Herbertは、著者らが彼らのアプローチの有効性について強い結論を出す前に、それらの細胞を攻撃する可能性のある1型糖尿病に存在する他の抗体とのハイブリッド細胞をテストする必要があると付け加えている。

膵可塑性

インペリアル-カレッジ-ロンドンの島の生物学者であるセボラは、膵臓細胞が実際に適切なβ細胞にならずにインスリンを産生すると確信できることに興味を持っている。 “それは非常に印象的です。”

バルセロナのゲノム規制センターの島の生物学者であるDiego Balboa Alonsoは同意します。 最新の研究は、以前に考えられていたよりも、人間の膵臓のホルモン系にはるかに可塑性があることを示している、と彼は言う。 “私はそれがこのアイデアを示す美しい研究だと思います。”