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人造β细胞——调控血糖的新方法

近日,苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)的研究人员利用肾脏细胞制备了人造β细胞,并且具有天然β细胞的功能:能检测血液中的葡萄糖浓度,产生胰岛素有效降低血糖。该研究成果发表在《科学》杂志上。

过去,人造的成熟β细胞通常由干细胞诱导分化而来,而ETH的研究者则利用HEK人肾脏细胞系对其进行少量重编程改造,使之添加电压依赖性钙离子通道,以及能够生产胰岛素GLP-1的基因。他们同时也利用细胞膜上原有的天然葡萄糖转运蛋白和钾离子通道。

在他们制备的人造β细胞中,HEK细胞天然的葡萄糖转运蛋白把血液中的葡萄糖从运送到细胞内。当血糖水平超过一个特定阈值的时候,钾离子通道就会关闭,并导致钙离子通道打开。钙离子流入触发HEK细胞内的信号通路,使信号得到级联放大,细胞生产并分泌胰岛素GLP-1,(GLP-1是一种参与血糖水平调控的激素)。

“将这些人造β细胞植入糖尿病模型小鼠体内后,经初步测试,这些细胞非常有效,”论文的共同通信作者、苏黎世联邦理工学院生物系统科学与工程系的Martin Fussenegger教授说,“在糖尿病小鼠体内,经过修饰的HEK细胞的能够可靠运作三周,生成足够的胰岛素GLP-1来调控血糖。”