在研究糖尿病細胞療法的過(guò)程中長(cháng)期存在的一個(gè)絆腳石就是，采自人類(lèi)干細胞的β細胞的成熟程度直接超出前驅階段進(jìn)入功能齊全的胰島素釋放狀態(tài)。

　　現在，在《細胞代謝》雜志上，來(lái)自美國加利福尼亞州拉賀亞市索爾克生物研究所的研究人員解釋了他們是如何通過(guò)激活一種稱(chēng)為雌激素相關(guān)受體γ（ERRγ）的蛋白質(zhì)得以在實(shí)驗室培育出成熟的β細胞。

　　教授和分子生物學(xué)家，資深作者RonaldEvans說(shuō)：

　　“在一個(gè)培養皿中，有一個(gè)轉換裝置，可能可以生成一種功能性的人類(lèi)β細胞，這種細胞的反應幾乎跟自然生成的一模一樣。”

　　人類(lèi)多能干細胞（hPSCs）自我更新的能力以及它們能夠分化成為大多數細胞類(lèi)型的能力——從神經(jīng)元到皮膚細胞、肌肉細胞和分泌胰島素的胰腺β細胞——激發(fā)了許多研究小組去尋找在實(shí)驗室里培育出對葡萄糖有反應的β細胞的方法。

　　為了在實(shí)驗室里研制出不同類(lèi)型的細胞，研究人員誘導hPSCs下面各個(gè)分支路徑，胎兒細胞通常一路分化成為各種不同類(lèi)型的細胞。然而，Evans教授解釋說(shuō)，在這個(gè)過(guò)程中有許多發(fā)育節點(diǎn)，在實(shí)驗室培育胰腺β細胞的時(shí)候，研究常常一直都處于早期階段無(wú)法順利進(jìn)展。

　　成熟β細胞有更多的錯誤的ERRγ蛋白

　　為了發(fā)現到底是什么可能會(huì )誘發(fā)細胞的下一步成熟，研究人員比較了成人和胎兒β細胞的轉錄組。此外，轉錄組包含了開(kāi)關(guān)基因組中各種基因的分子的完整目錄。

　　他們發(fā)現在成熟β細胞中，核受體蛋白ERRγ更為豐富。該小組已經(jīng)很熟悉蛋白質(zhì)在肌肉細胞中的作用且已經(jīng)對其增強耐力的能力進(jìn)行過(guò)研究。

　　Evans教授說(shuō)，在肌肉中，蛋白質(zhì)能促進(jìn)細胞內的能量產(chǎn)生器線(xiàn)粒體更快生長(cháng)，它們加快糖和脂肪的燃燒從而獲得能量。

　　“這有點(diǎn)讓人驚奇，β細胞能夠產(chǎn)生如此高水平的調節作用，”他補充說(shuō)，“但β細胞必須釋放大量胰島素來(lái)控制血糖水平。這是一個(gè)能量非常密集的過(guò)程。”

　　因此，該小組決定進(jìn)行一些測試，以便能夠更密切地查看到ERRγ在生成胰島素的β細胞中可能發(fā)揮什么作用。

　　“開(kāi)創(chuàng )功能性β細胞的新紀元”

　　當他們通過(guò)轉基因方法使小鼠缺乏ERRγ時(shí)，研究人員發(fā)現，小鼠的β細胞在血糖出現峰值時(shí)沒(méi)有產(chǎn)生相應的胰島素反應。

　　接下來(lái)他們試著(zhù)通過(guò)hPSCs得到β細胞生成更多的ERRγ，這下奏效了；培育出的細胞開(kāi)始對葡萄糖出現反應并釋放胰島素。

　　最后，該小組將實(shí)驗室培育出的β細胞移植到糖尿病小鼠體內，發(fā)現從第一天起，β細胞就開(kāi)始對葡萄糖峰值出現反應并釋放胰島素。

　　Evans教授說(shuō)，他們對此結果感到非常興奮?？磥?lái)，只需要轉換足夠ERRγ蛋白就能夠在實(shí)驗室培育出成熟且能對葡萄糖出現反應并釋放胰島素的β細胞——無(wú)論是培養皿還是活體動(dòng)物。

　　Evans教授推測，當胎兒在發(fā)育時(shí)能夠從母體得到穩定的葡萄糖供應，因此不需要產(chǎn)生胰島素來(lái)調節血糖，所以這個(gè)轉換開(kāi)關(guān)是不活躍的。但是，當寶寶出生第一次呼吸吸入氧氣時(shí)，就激活了這個(gè)開(kāi)關(guān)。

　　之前實(shí)驗室嘗試培育β細胞都在胎兒期就夭折了。這項研究已經(jīng)發(fā)現了如何把它帶到成年階段，使用與自然轉換一樣的蛋白質(zhì)。Evans教授總結道：

　　“我相信這項工作將我們進(jìn)入到一個(gè)全新的時(shí)代，我將可以隨意培育出功能性β細胞。”

　　他和他的團隊現在正計劃著(zhù)要進(jìn)一步看看，這個(gè)轉換開(kāi)關(guān)在更復雜的糖尿病治療模型中是如何發(fā)揮作用的。