来自丹麦哥本哈根大学和德国Neuherberg的HelmholtzZentrumMünchen的科学家绘制了确定胰腺中祖细胞命运的信号。

这些未成熟的细胞可以发育成胰岛细胞，使胰岛素或另一种类型的细胞。

“ 自然 ”杂志刊登了一篇关于调查结果的文章
 

这项研究表明，胰腺祖细胞反弹，它们的直接环境或细胞外基质在决定它们的命运方面发挥着重要作用。
 

“我们现在已经能够了，”HelmholtzZentrumMünchen翻译干细胞研究所的资深作者兼主任Henrik Semb教授说，“以确定胰腺祖细胞是否会成为内分泌的信号，如胰岛素 - 产生β细胞或导管细胞。“
 

1型糖尿病和胰岛细胞

胰岛素是一种激素，可以帮助细胞吸收葡萄糖并用它来产生能量。

当身体的血糖水平过高时，糖尿病会发展。这可能是因为没有足够的胰岛素（1型糖尿病）或因为细胞无法正常使用（2型糖尿病）。

图 2015年由美国疾病控制和预防中心（CDC）建议，围绕3030万的人在美国有糖尿病的一年。

 

截至2017年，该国约有5％的人口患有1型糖尿病，需要每日进行胰岛素治疗。

当免疫系统破坏胰腺中产生胰岛素的细胞时，就会发生1型糖尿病。

 

这些细胞存在于称为朗格汉斯岛的群集中，其包含几种产生激素的细胞。那些制造胰岛素的人被称为β细胞。
 

最近的研究主要集中在祖细胞上。这些未成熟细胞是干细胞的 “ 早期后代 ” 。

像干细胞一样，祖细胞可以发育成几种细胞类型。然而，与干细胞不同，它们不能无限地继续分裂和繁殖。此外，祖细胞可以成熟到比干细胞更有限的细胞类型范围。

 

祖细胞在移动中“不断”

祖细胞很难研究，因为它们不会静止不动。“他们不断在发展中的胰腺内移动，导致频繁的环境变化，”Semb教授指出。

他将细胞与在机器中蹦蹦跳跳的弹球进行比较 - 他们的“最终得分是基于针脚遭遇的总和”。

为了研究每个祖先如何在没有其他细胞干扰的情况下对其环境做出反应，他和他的同事们从人类干细胞中研制了祖细胞，并将它们播种到含有基质蛋白质微图案的载玻片上。

Semb教授说，研究人员对他们发现的东西感到非常惊讶。
 

他们发现，与细胞外基质中的成分的不同相互作用改变了“祖细胞内的机械力状态”。
 

“这些力来自于细胞外的细胞外基质和细胞内的肌动蛋白细胞骨架之间的相互作用，”他补充道。

 

内分泌或导管细胞？

在进一步实验的帮助下，研究小组发现，暴露于细胞外基质中的各种蛋白质会以不同的方式引导祖细胞进入其命运。

根据所涉及的力，祖细胞变成导管细胞或激素产生（内分泌）胰岛细胞。

“实验表明，通过减少细胞内的机械力，暴露于细胞外基质层粘连蛋白可指导祖细胞达到内分泌命运，”Semb教授解释说。

“反之亦然，由于机械力的增加，接触纤维连接蛋白导致管道命运，”他补充道。
 

“我们的发现开辟了新天地，因为它解释了多能祖细胞在器官形成过程中如何成熟为不同的细胞类型。”

Henrik Semb教授

该团队的研究结果应该有助于为从干细胞产生胰岛素细胞的治疗方法的发展提供信息。

“我们现在可以取代大量经验衍生物质，其在当前最先进的分化方案中的作用方式在很大程度上是未知的，小分子抑制剂针对新发现的机械信号通路的特定成分，”Semb教授评论。

他补充说，该研究还提供了一套精密工程工具，可用于开发细胞替代治疗，不仅适用于1型糖尿病，还适用于其他严重疾病，如神经退行性疾病。

Sem教授在HelmholtzZentrumMünchen的视频中总结了这项研究，并解释了细胞外基质在决定未成熟胰腺细胞命运方面的重要作用。