Nature：重磅！首次开发出免疫躲避的人类胰岛样细胞簇，有望用于治疗1型糖尿病
来源：本站原创 2020-08-26 07:20
2020年8月26日讯/生物谷BIOON/---据估计，1型糖尿病影响了160万美国人，每年花费144亿美元。在一项新的研究中，来自美国沙克生物学研究所的研究人员在追求安全有效的1型糖尿病治疗方法方面取得了重大进展。通过使用干细胞技术，他们首次产生了能够躲避免疫系统的人类胰岛素分泌胰腺细胞簇。这些“免疫躲避（immune shielded）”细胞簇移植到体内
2020年8月26日讯/生物谷BIOON/---据估计，1型糖尿病影响了160万美国人，每年花费144亿美元。在一项新的研究中，来自美国沙克生物学研究所的研究人员在追求安全有效的1型糖尿病治疗方法方面取得了重大进展。通过使用干细胞技术，他们首次产生了能够躲避免疫系统的人类胰岛素分泌胰腺细胞簇。这些“免疫躲避（immune shielded）”细胞簇移植到体内后，无需免疫抑制药物就能控制血糖。相关研究结果于2020年8月19日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Immune-evasive human islet-like organoids ameliorate diabetes”。
论文通讯作者、沙克生物学研究所的Ronald Evans教授说，“大多数1型糖尿病患者都是儿童和青少年。这是一种历史上很难用药物控制的疾病。我们希望再生医学与免疫躲避相结合，通过用实验室生成的人类胰岛样细胞簇（islet-like cell cluster）取代受损细胞，按需产生正常数量的胰岛素，就可以在这个领域真正发挥作用。”
1型糖尿病是一种具有挑战性的终身疾病，即使是使用自动化设备输送胰岛素来调节血糖，也很难控制。移植来自供者组织的胰岛---制造胰岛素和其他激素的细胞簇---可以提供治愈的方法，但需要患者终身服用免疫抑制药物，这就存在严重风险。几十年来，科学家们一直在寻找一种更好的方法来补充丢失的胰腺细胞。根据Evans实验室的说法，如今，像这样的胰岛素分泌细胞的无器械移植使我们离治愈这种疾病更近了一步。
在之前的一项研究中，Evans实验室克服了这个领域的一个障碍：由干细胞产生的β样细胞（beta-like cell）产生了胰岛素，但没有功能。Evans表示，这些细胞没有释放胰岛素来应对葡萄糖，这是因为它们动力不足。他的团队发现了一个名为ERR-gamma的基因开关，当开启时，它就会给这些细胞“涡轮增压（turbo-charge）”。
论文共同作者、沙克生物学研究所高级科学家Michael Downes说，“当我们添加ERR-gamma时，这些细胞就有了它们完成工作所需的能量。这些细胞是健康和健壮的，当它们感受到高葡萄糖水平时，可以提供胰岛素。”
这项新研究的一个关键部分是开发一种在近似人类胰腺的三维环境中生长β样细胞的方法。这使得这些细胞具有类似胰岛的特性。重要的是，该团队发现一种名为WNT4的蛋白能够开启ERR-gamma驱动的成熟开关。这种步骤组合产生了模拟人类胰岛的功能性细胞簇：所谓的人类胰岛类器官（human islet-like organoid, HILO）。
接下来，该团队解决了免疫排斥的复杂问题。正常的组织移植需要终身的免疫抑制疗法，以保护该组织不被免疫系统攻击；然而这些疗法也增加了感染的风险。受癌症免疫治疗药物成功的启发，该团队最初发现检查点蛋白PD-L1可以保护移植细胞。论文第一作者Eiji Yoshihara说，“通过表达作为免疫阻断剂起作用的PD-L1，移植的器官细胞能够躲避免疫系统。”
随后，Yoshihara开发了一种用干扰素γ短时间诱导HILO中PD-L1表达的方法。当移植到糖尿病小鼠体内时，这些免疫躲避的HILO为具有健康免疫系统的糖尿病小鼠提供了持续的血糖控制。
Downes解释说，“这是首个研究表明你可以在没有基因操作的情况下保护HILO免受免疫系统的影响。如果我们能够将它开发为一种疗法，那么患者将不需要服用免疫抑制药物。”
在将这个系统推进到临床试验之前，还需要开展更多的研究。这种移植的类器官需要在小鼠身上进行更长时间的测试，以确认它的效果是持久的。还需要开展更多的研究工作，以确保它们在人类身上也能安全使用。Evans总结道，“如今我们有了一种产品，它有可能在患者身上使用，有可能在不需要任何设备的情况下在患者身上使用。”（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
1.Eiji Yoshihara et al. Immune-evasive human islet-like organoids ameliorate diabetes. Nature, 2020, doi:10.1038/s41586-020-2631-z.
2.First immune-evading cells created to treat type 1 diabetes
https://medicalxpress.com/news/2020-08-immune-evading-cells-diabetes.html
图片来自Salk Institute。
论文通讯作者、沙克生物学研究所的Ronald Evans教授说，“大多数1型糖尿病患者都是儿童和青少年。这是一种历史上很难用药物控制的疾病。我们希望再生医学与免疫躲避相结合，通过用实验室生成的人类胰岛样细胞簇（islet-like cell cluster）取代受损细胞，按需产生正常数量的胰岛素，就可以在这个领域真正发挥作用。”
1型糖尿病是一种具有挑战性的终身疾病，即使是使用自动化设备输送胰岛素来调节血糖，也很难控制。移植来自供者组织的胰岛---制造胰岛素和其他激素的细胞簇---可以提供治愈的方法，但需要患者终身服用免疫抑制药物，这就存在严重风险。几十年来，科学家们一直在寻找一种更好的方法来补充丢失的胰腺细胞。根据Evans实验室的说法，如今，像这样的胰岛素分泌细胞的无器械移植使我们离治愈这种疾病更近了一步。
在之前的一项研究中，Evans实验室克服了这个领域的一个障碍：由干细胞产生的β样细胞（beta-like cell）产生了胰岛素，但没有功能。Evans表示，这些细胞没有释放胰岛素来应对葡萄糖，这是因为它们动力不足。他的团队发现了一个名为ERR-gamma的基因开关，当开启时，它就会给这些细胞“涡轮增压（turbo-charge）”。
论文共同作者、沙克生物学研究所高级科学家Michael Downes说，“当我们添加ERR-gamma时，这些细胞就有了它们完成工作所需的能量。这些细胞是健康和健壮的，当它们感受到高葡萄糖水平时，可以提供胰岛素。”
这项新研究的一个关键部分是开发一种在近似人类胰腺的三维环境中生长β样细胞的方法。这使得这些细胞具有类似胰岛的特性。重要的是，该团队发现一种名为WNT4的蛋白能够开启ERR-gamma驱动的成熟开关。这种步骤组合产生了模拟人类胰岛的功能性细胞簇：所谓的人类胰岛类器官（human islet-like organoid, HILO）。
接下来，该团队解决了免疫排斥的复杂问题。正常的组织移植需要终身的免疫抑制疗法，以保护该组织不被免疫系统攻击；然而这些疗法也增加了感染的风险。受癌症免疫治疗药物成功的启发，该团队最初发现检查点蛋白PD-L1可以保护移植细胞。论文第一作者Eiji Yoshihara说，“通过表达作为免疫阻断剂起作用的PD-L1，移植的器官细胞能够躲避免疫系统。”
随后，Yoshihara开发了一种用干扰素γ短时间诱导HILO中PD-L1表达的方法。当移植到糖尿病小鼠体内时，这些免疫躲避的HILO为具有健康免疫系统的糖尿病小鼠提供了持续的血糖控制。
Downes解释说，“这是首个研究表明你可以在没有基因操作的情况下保护HILO免受免疫系统的影响。如果我们能够将它开发为一种疗法，那么患者将不需要服用免疫抑制药物。”
在将这个系统推进到临床试验之前，还需要开展更多的研究。这种移植的类器官需要在小鼠身上进行更长时间的测试，以确认它的效果是持久的。还需要开展更多的研究工作，以确保它们在人类身上也能安全使用。Evans总结道，“如今我们有了一种产品，它有可能在患者身上使用，有可能在不需要任何设备的情况下在患者身上使用。”（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
1.Eiji Yoshihara et al. Immune-evasive human islet-like organoids ameliorate diabetes. Nature, 2020, doi:10.1038/s41586-020-2631-z.
2.First immune-evading cells created to treat type 1 diabetes
https://medicalxpress.com/news/2020-08-immune-evading-cells-diabetes.html
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