干细胞诱导分化为胰腺β细胞的研究现状

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1、干细胞诱导分化为胰腺β细胞的研究现状0842041006生物科学彭博1学术背景干细胞是一种具有极强自我更新能力和多向分化潜能的细胞，在目前的细胞生物学研究中，其诱导分化成的胰岛细胞可以发挥对血糖的生理性调节作用。由于作为胰岛移植治疗中胰岛细胞来源的胰岛供体数量不足，而干细胞诱导分化得到的胰岛细胞可以发挥调节血糖的作用，因此由干细胞诱导分化成的胰岛目前已成为治疗Ⅰ型糖尿病和部分Ⅱ型糖尿病患者的新发展方向之一。2001年，Lumelsky等首次报道将小鼠胚胎干细胞诱导分化为能分泌胰岛素、类似胰岛结构的细胞团。同年，

2、Assady等成功地将人胚胎干细胞诱导分化为能分泌胰岛素的细胞。近几年随着干细胞研究的逐步深入，许多研究已经证明可以从胚胎干细胞、胰腺干细胞、骨髓间充质干细胞、神经干细胞、肝脏干细胞或脐血干细胞等诱导分化出胰腺β细胞。2综合评价2.1常用于诱导分化为胰腺β细胞的干细胞来源干细胞广泛存在于人体的各种组织之中，目前已经有多种来源的干细胞应用于细胞生物学实验之中。而用于诱导分化为胰腺β细胞的干细胞多是从胚胎、胰腺及骨髓中分离得来，也有报告从神经、肝脏或脐血中分离得来。2.1.1胚胎干细胞胚胎干细胞是一种从囊胚内层细胞

3、团或胚胎生殖嵴分离出来的全能干细胞，能在体外无限增殖并分化为各种类型组织细胞。胚胎干细胞在体外分化首先产生拟胚体，并进一步产生内、中、外3个胚层。胚胎干细胞是目前在体外诱导分化为胰腺β细胞研究中最为深入的靶细胞。2.1.2胰腺干细胞理论上，胰腺干细胞可能存在于胎胰或成年胰腺组织（胰腺导管上皮细胞）中，也可来源于胚胎干细胞的进一步分化。但成年胰腺组织中是否存在胰腺干细胞仍然存在争议。Ramiya等从未发病的成年非肥胖糖尿病小鼠的胰导管上皮结构中分离出胰腺干细胞，经体外扩增并诱导分化为胰岛后，移植到小鼠自身的肾囊或

4、皮下组织，可以逆转其胰岛素依赖型糖尿病。并且成人胰腺导管上皮细胞也可在体外进行扩增，并诱导分化为胰岛细胞。但是，美国哈佛大学Melton教授的实验室报道，成年期小鼠和胰腺部分（70%）切除术后小鼠的胰岛β细胞主要来自原有的β细胞自我复制，而不是来自多能胰腺干细胞的分化。该报道在学术界引发了关于成体胰腺中是否存在胰腺干细胞的激烈争论。最近的许多研究支持成年小鼠胰腺组织中存在胰腺干细胞，并且在体外可诱导分化为胰岛素分泌细胞。另有研究发现，成年大鼠和人胰岛中都存在nestin阳性细胞，其具有干细胞的特性，体外培养可分

5、化为胰腺内分泌细胞、外分泌细胞以及肝细胞。以上实验结果都支持胰腺组织中存在胰腺干细胞，并且可以在体外向胰岛细胞分化。2.1.3骨髓间充质干细胞骨髓来源的间充质干细胞可以产生支持造血细胞生长和增殖的细胞因子，发挥功能性基质的作用。与传统意义上的骨髓基质细胞相比存在本质区别，骨髓基质细胞是一群分化成熟的细胞，间充质干细胞则具有典型的干细胞增殖特点。骨髓间充质干细胞除了具有干细胞的特点外，还具有明显的可塑性，是组织工程及基因治疗较为理想的靶细胞。在特定的条件诱导作用下，骨髓来源的间充质干细胞可以定向分化为多种细胞，在

6、特定的诱导条件下已定向分化出胰腺β细胞。2.1.4神经干细胞Nestin是一种中间纤维蛋白，在神经发育的研究中被确定为神经干细胞的标志物。有报道指出在成年胰岛内存在巢蛋白阳性细胞，其后研究发现巢蛋白阳性细胞广泛存在于胚胎期和成年胰岛、胰导管及中心腺泡内。Zulewski等检测了胰岛中是否存在nestin阳性细胞，结果发现成年大鼠和人胰岛中都存在nestinlocatedintheTomb,DongShenJiabang,deferthenextdayfocusedontheassassination.Linpi

7、ng,Zhejiang,1ofwhichliquorwinemasters(WuzhensaidinformationisCarpenter),whogotAfewbayonets,duetomissedfatal,whennightcame阳性细胞，具有分化为胰岛细胞的潜能，这表明神经干细胞和胰岛细胞这间可能存在密切的联系。姚忠祥等成功地将神经干细胞在体外诱导分化为类胰岛样组织。让神经干细胞为应用干细胞治疗糖尿病的研究提供了新的途径和方法。2.1.5肝脏干细胞众所周知，肝脏在受到创伤后有很强的自我修复能力。目

8、前已有研究成功地将胎肝细胞在体外诱导分化为胰岛素分泌细胞，为体外诱导分化出胰岛β细胞的研究提供了新的途径和方法。2.1.6脐血间充质干细胞人脐带血是胎儿出生时脐带内及胎盘近胎儿一侧血管内的血液，不仅含有丰富的造血干细胞，而且含有丰富的间充质干细胞，已成为与外科移植、免疫治疗及基因治疗有关的间充质干细胞研究中的主要来源。Yoshida等证实了脐血干细胞在小鼠体内分化为胰岛素分泌细胞，但有