胰腺内分泌细胞的起源和识别

　　胰腺是一个关键的代谢调节器。当胰腺β细胞停止产生足够的胰岛素时，血糖水平就会危险地升高——这种现象被称为高血糖症——从而引发糖尿病。在发现其他成熟的胰腺细胞可以适应并部分补偿胰岛素的缺乏后，日内瓦大学(UNIGE)的一个小组证明了β细胞来源的干细胞只存在于胚胎发育期间。这一发现结束了关于成人胰腺干细胞存在的长期争议，成人胰腺干细胞在出生后会产生新分化的激素产生细胞。科学家们还成功地精确定义了胰腺内分泌细胞的“身份证”，这是一种生产替代胰岛素分泌细胞的有前途的工具。这些结果可以读入细胞报告和自然通讯.
 

 

　　糖尿病是一种常见的代谢疾病。其特征在于，当负责产生胰岛素的胰腺细胞(β细胞)被破坏或不再能够产生足够量的这种调节激素时，会发生持续的高血糖症。自2010年以来，UNIGE医学院遗传医学与发展系和糖尿病中心教授Pedro Herrera以及日内瓦遗传和基因组学研究所(iGE3)的研究小组进行的研究表明，其他胰腺内分泌细胞，即α、δ和γ细胞，它们产生对代谢平衡有用的其他激素，可以在β细胞缺乏或有缺陷时“学习”产生胰岛素。在小鼠和人类中观察到的这一现象证明了胰腺细胞的可塑性，并为新的治疗策略铺平了道路。

 

 

　　在最近的两篇出版物中，Pedro Herrera的团队报告了关于胰腺细胞形成机制的知识以及定义每种不同胰岛内分泌细胞类型的基因表达谱的新进展。发表在《细胞报告》封面上的第一项研究表明，胰腺内分泌细胞都来自未分化的祖细胞，这些细胞只在胚胎发育期间出现，而不是在出生后出现。

 

　　“直到现在，一些科学家认为胰腺内干细胞会持续终生，”Pedro Herrera解释道。佩德罗·埃雷拉团队的研究员、该研究的第一作者玛尔塔·佩雷斯-弗朗西斯补充道:“我们的工作表明情况并非如此。事实上，出生后出现的所有产生胰腺激素的细胞都来源于现有分化细胞的分裂，这些细胞是在胚胎和胎儿时期从未分化的祖细胞中产生的。”

 

　　为了解释这种机制，科学家们制作了小鼠模型，其中不同类型的胰腺内分泌细胞在不同的发育阶段被荧光示踪剂标记，以便在出生后追踪它们。这些细胞一直追踪到老鼠十个月大的时候。

 

 

　　在《自然通讯》上发表的第二篇文章中，Pedro Herrera的团队专注于胰腺内分泌细胞的基因表达谱。“精确定义这些细胞的‘身份证’现在有助于我们设计一种工具，旨在工程细胞替代疗法来治疗糖尿病。例如，这种疗法可以包括体外制造产生胰岛素的细胞，或者通过利用我们发现的非β细胞的可塑性来刺激胰腺再生，”佩德罗·埃雷拉实验室的第一作者和博士后研究员莱昂·范·古尔普解释说。

 

　　具有稳定功能特性的替代细胞的产生对于发展基于细胞的治疗退行性疾病的疗法是至关重要的。然而，它们的生成需要可靠的工具来准确评估细胞身份。为此，研究人员对单细胞转录组进行了广泛的荟萃分析，即分析从人类胰岛中分离出的单个内分泌细胞表达的基因(这些细胞在胰腺内分成小“簇”)。对强表达的基因组的鉴定可以精确定义胰腺的每种内分泌细胞类型的遗传特征。

 

　　“我们的工作没有直接的临床翻译。然而，通过详细破译控制细胞身份构建的机制，它为开发创新的治疗方法铺平了道路，用于治疗糖尿病和其他与任何给定细胞类型缺失相关的病理，”Pedro Herrera总结道。