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位于圣路易斯的华盛顿大学医学院的糖尿病研究人员发现了至少一个原因，即实验室中由干细胞制成的胰岛素分泌细胞无法像天然细胞那样发挥作用。这一发现可能有助于加快使胰岛素分泌细胞(称为胰岛β细胞)在治疗胰岛素依赖型 1 型糖尿病方面更有效的进展。

自从科学家首次发现他们可以从人身上采集皮肤细胞或脂肪细胞样本，将这些细胞转化为干细胞，然后引导干细胞发育成分泌胰岛素的β 细胞以来，研究人员一直在尝试完善这一过程。研究人员表示，5 月 15 日发表在《自然细胞生物学》杂志上的新发现可能有助于为生产更高效和更有效的 β 细胞治疗胰岛素依赖型糖尿病患者铺平道路。

“我们学到了一些可能对糖尿病患者具有直接治疗潜力的东西，”高级研究员、医学和生物医学工程副教授 Jeffrey R. Millman 博士说。“我们的研究结果表明，目前用于产生干细胞衍生的 β 细胞的方法在治疗糖尿病方面可能不如我们希望的那么有用。”

在这项研究中，研究小组使用复杂的单细胞测序技术来了解为什么一些由干细胞制成的 β 细胞在制造胰岛素方面不如其天然对应物成熟且效率低。

研究人员使用一种称为单细胞多组学测序的技术，将干细胞衍生的 β 细胞与天然 β 细胞进行了比较，发现由干细胞制成的细胞通常不会产生尽可能多的胰岛素来响应葡萄糖。此外，有时细胞的遗传特征更接近肠道中发现的其他细胞类型，例如肝细胞或肠细胞。

Millman 的团队使用机器学习和计算方法检查来自单个 β 细胞的大量 DNA 数据集，了解到干细胞衍生的 β 细胞往往不成熟的一个原因涉及细胞中一种称为染色质的物质的不规则性。染色质有助于“打开”和“关闭”β 细胞中的各种基因。一方面，研究人员更希望细胞中的染色质保持胰岛素分泌基因更加开放和活跃，同时关闭使细胞表现得更像肝细胞、分解脂肪而不是分泌胰岛素的基因。

“了解了天然 β 细胞和干细胞来源的 β 细胞之间的染色质差异后，我们相信可以通过调节染色质来提高干细胞来源的 β 细胞的质量，以及我们能够获得的细胞数量。生产，”米尔曼说。