胰腺内分泌细胞的起源的新见解

胰腺是一个关键代谢调节剂。当胰腺β细胞不再产生足够的胰岛素,血糖水平上升危险——这种现象被称为高血糖——从而引发糖尿病。后发现其他成熟的胰腺细胞可以适应和部分弥补缺乏胰岛素,日内瓦大学的一个团队(UNIGE)表明,β细胞的干细胞衍生只存在在胚胎发育期间。这一发现终结了长期争论假设成人胰腺干细胞的存在会产生新细胞分化hormone-producing出生后。科学家们还成功地精确定义胰腺内分泌细胞的“身份证”,这是一个有前途的替代体内细胞的生产工具。这些结果可以读入细胞的报道和自然通讯。

糖尿病是一种常见的代谢性疾病。它的特点是持续高血糖发生在负责生产胰岛素的胰岛细胞-β细胞被破坏或不再能够产生这一监管激素在足够的数量。自2010年以来,研究执行团队的佩德罗Herrera,医学遗传学系的教授和发展和UNIGE医学院糖尿病中心,以及在日内瓦遗传学和基因组学研究所(iGE3)显示,其他胰腺内分泌细胞——即α、三角洲和γ细胞,产生其他激素有助于新陈代谢的平衡,可以“学习”时产生胰岛素β细胞缺失或缺陷。这种现象,在小鼠和人类,演示了胰岛细胞的可塑性和新的治疗策略铺平了道路。

胰腺内分泌干细胞的短暂的生命

在最近的两个出版物,佩德罗埃雷拉的团队报告知识的新进展的胰岛细胞形成的机制,以及基因表达谱定义每个不同的身份胰岛内分泌细胞类型。第一个研究,出版和在细胞的封面报道,表明胰腺内分泌细胞都来自于未分化的祖细胞,出现只在胚胎发育过程中,但不是在出生后。

“直到现在,一些科学家认为intra-pancreatic干细胞贯穿人的一生,“佩德罗Herrera解释道。研究员玛尔塔Perez-Frances佩德罗埃雷拉的团队和这项研究的第一作者,补充道:“我们的工作表明,情况并非如此。实际上,所有胰腺hormone-producing细胞出现在出生后来自现有的分化的细胞分裂过程中生成的未分化的祖细胞的胚胎和胎儿的生命。”

破译这种机制,科学家们生成的小鼠模型中,不同类型的胰腺内分泌细胞基因标记荧光示踪剂在不同的发展阶段,以追踪他们出生后。这些细胞被追踪到十个月的年龄,当老鼠是旧的。

一个详细的身份证

第二篇文章,发表在《自然通讯、佩德罗埃雷拉的团队专注于胰腺内分泌细胞的基因表达谱。“精确地定义这些细胞的“身份证”现在帮助我们设计一个工具针对工程细胞替代疗法来治疗糖尿病。这种疗法可以例如包括体外生产胰岛素生产细胞,或在刺激胰腺再生利用non-beta细胞的可塑性,我们发现”,解释了莱昂·范·Gurp第一作者和佩德罗Herrera实验室的博士后研究员。

代理的生成细胞稳定功能身份的发展是至关重要的细胞疗法治疗退化性疾病。然而,他们这一代人需要可靠的工具来准确评估细胞的身份。为了这一目标,研究者进行了大量的单细胞转录组的分析,即分析的基因表达的个人内分泌细胞分离出人类胰岛细胞(这些细胞被分组在胰腺内的小“集群”)。强劲的身份表达基因设置允许的精确定义的基因签名每个内分泌胰腺的细胞类型。

“我们的工作没有直接的临床翻译。然而,通过详细解密机制管理建设的细胞的身份,它有利于治疗糖尿病和其他疾病的治疗方法创新与任何特定细胞类型的损失,”佩德罗Herrera总结道。

作者已经生成的基因列表可以从分子下载签名数据库(https://www.gsea-msigdb.org/gsea/msigdb)或通过web应用程序scPancMeta (https://rapps.hirnetwork.org/scPancMeta)

参考:范Gurp L, Fodoulian L, Oropeza D, et al。代genesets人类胰岛细胞特定类型的身份。Nat Commun。2022;13 (1):2020。doi:10.1038 / s41467 - 022 - 29588 - 8

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