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告别每日打针!“不一样”的皮下移植,有望逆转1型糖尿病

https://www.cphi.cn   2018-09-10 15:15 来源:生物探索 作者:悠然

让1型糖尿病患者摆脱每日繁琐的血糖监控以及胰岛素注射,这是很多科学家都在努力克服的难题之一。现在,一研究团队提出可能的解决策略:将胰 腺细胞混入胶原蛋白中,再通过皮肤注射,或可达到“一劳永逸”的效果。

       1型糖尿病是一种免疫系统疾病,源自免疫系统攻击胰 腺中的胰岛β细胞。后者是分泌胰岛素、调控血糖平衡的关键细胞。一旦β细胞遭受破坏,患者容易缺乏足够的激素来控制血糖水平。科学家们设想,通过移植胰岛细胞或可逆转这一缺陷,但是却困难重重。近日,《American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism》期刊发表了这一篇题为“In-situ type I oligomeric collagen macroencapsulation promotes islet longevity and function in vitro and in vivo”的文章,揭示了一种微创治疗方法,有望逆转1型糖尿病。

       来自普渡大学和印第安纳大学的科学家们合作研发了一种混合有胰 腺细胞的胶原蛋白配方。在小鼠试验中,通过移植这一溶液可以在24小时内成功逆转1型糖尿病,并能够维持至少90天的正常胰岛素水平。文章一作Clarissa Hernandez Stephens 将胶原蛋白比喻成“特洛伊木马”(Trojan horse),可以装载用于移植的胰岛细胞。

       改变移植的范式

       迄今为止,20年的研究和临床试验并没有产生有效的胰岛移植疗法,因为需要很多的捐赠者,而且目前通过肝门静脉输送胰岛的方法太过侵入性,以至于人体免疫系统容易排斥很大一部分的外源胰岛组织。在这项新研究中,团队做了巧妙的改变:首先,利用胶原蛋白溶液包裹胰岛;其次,通过皮肤注射而不是肝 脏。

       “传统上,我们在动物的肝 脏中移植胰岛,而不是皮下移植。这很大程度上是因为皮肤欠缺肝 脏输送胰岛素的血液环境。而且,皮肤中有很多免疫细胞,所以发生排斥反应的几率很高。”印第安纳大学医学院糖尿病研究中心主任、儿科教授Raghu Mirmira解释道。

       为了解决这一瓶颈,他们尝试将胰岛与胶原蛋白溶液彻底混合,以便消除肝 脏移植的需要。皮下注射后,溶液会凝固。身体会进一步识别胶原蛋白,并为其提供血液从而维持胰岛素和葡萄糖的平衡。

       微创治疗

       “新疗法属于微创治疗,类似于打针。” 普渡大学生物医学工程和基础医学教授 Sherry Voytik Harbin表示道。

       为了验证可行性,研究团队选取了双胞胎小鼠和非双胞胎小鼠作为模型。结果显示,如果小鼠供体和受体是双胞胎,治疗后的患病小鼠至少可以坚持90天不需要胰岛素注射。如果不是双胞胎,小鼠同样可以维持至少40天正常的血糖水平。无论双胞胎与否,几乎所有移植的胰岛都存活下来了。

       下一步研究人员计划,下一步将在患有糖尿病的狗身上验证这一疗法。在美国,每100只伴侣动物中就有一只患有1型糖尿病。同时,约有125万美国人(包括儿童和成年人)深受这一疾病困扰。

       “每天我需要给狗狗注射两次胰岛素,这往往会影响到我的个人生活。不用打针意味着自由。” Jan Goetz表示道,他养的狗(Lexi)患有糖尿病。

       印第安纳州居民David Taylor与1型糖尿病抗争了近50年。“糖尿病是我18岁的生日礼物,自我第一次注射胰岛素以来,管理糖尿病成了我另一份‘全职工作’。过去50年,糖尿病治疗方案有了很大的进步,但是依然离不开胰岛素注射等。每隔几个月注射一次有望让我恢复到成年后从未拥有过的正常生活。” David Taylor期待道。

       因为狗患糖尿病的情况与人类相似,所以治疗方法基本上都是一样的:每天都需要监测血糖水平,饭后需要注射胰岛素。这意味着,狗和人类可能会从同样的治疗中获益——移植新的胰 腺细胞取代有缺陷的胰岛组织。此外,研究人员还计划在以糖尿病小狗为模型时,将探索移植猪胰岛或者胰岛素制造干细胞的可行性。他们希望,这两种方法都能进一步增加供体的可选择性。

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