新型“鯊魚籠”裝置:讓植入物保護糖尿病小鼠的胰島細胞
據外媒報導,研究人員發現了一種維持糖尿病小鼠胰島素水平的方法,方法是培養和植入產生這種激素的新的β細胞。這些細胞被安置在一個像鯊魚籠一樣的小裝置中,這可以起到保護它們免受動物免疫系統傷害的作用。
在1型糖尿病患者中,免疫系統會錯誤地開始攻擊胰腺中的細胞。這會減少胰島素的產生、降低他們控制血糖水平的能力,這意味著需要定期注射胰島素來治療這種情況。
幾年前,聖路易斯華盛頓大學的研究人員開發出了一種方法,它可以在糖尿病小鼠體內補充β細胞。首先,他們要將取自動物的皮膚細胞轉化為誘導多能幹細胞(iPS細胞),這種細胞可以分化成一系列其他類型的細胞–在這裡是β細胞;然後,這些幹細胞被植入小鼠體內,從而使它們能再次調節胰島素水平並在功能上治愈糖尿病。
不過需要注意的一點是–給它們更多的β細胞並不會幫助很長時間,因為免疫系統還是會攻擊新細胞。在之前的研究中,研究人員不得不抑制動物的免疫系統,然而這對人類來說太危險了。
於是在這項新研究中,該團隊跟康奈爾大學的科學家合作開發了一種設備,這種設備既能保護植入的β細胞又能讓它們執行重要功能。
該設備由包含β細胞的水凝膠核心組成,被包裹在納米纖維的多孔皮膚中。這個概念聽起來似乎很簡單–毛孔足夠大,它可以讓胰島素逃逸出去,但又足夠小,不會讓免疫細胞進入。之中則將其植入到實驗小鼠的腹部。
“在這種情況下,一個挑戰是保護植入體內的細胞同時又不讓它們挨餓,”這項研究的論文資深合著者Jeffrey Millman說道,“它們仍需要血液中的營養和氧氣來維持生命。有了這個設備,我們似乎已經製造出了所謂的’適居帶(Goldilocks zone)’,在這裡,細胞可以感覺正好在設備內部且保持健康和功能並還能根據血糖水平釋放胰島素。”
結果顯示,植入物中的細胞可以維持功能長達200天,在此期間能控制動物的糖尿病並與此同時讓它們的免疫系統能夠正常運行。
Millman表示:“我們寧願不用藥物來抑制病人的免疫系統,因為那樣會使病人容易受到感染。我們在這些實驗中使用的設備保護了植入細胞免受小鼠免疫系統的傷害,我們相信類似的設備也可以在胰島素依賴型糖尿病患者身上發揮同樣的作用。”
當然,小鼠試驗和人體臨床試驗之間仍有相當大的差距,在大家看到任何可能的人體應用之前,顯然還需要多年的進一步研究。儘管如此,這是一個很好的結果,它可能給糖尿病患者帶來了希望。