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允許細(xì)胞按需分泌胰島素

一種新裝置能增強(qiáng)移植細(xì)胞的營養(yǎng)運(yùn)輸，改善胰島素分泌。圖片來源：美國布里格姆婦女醫(yī)院/Randal McKenzie

目前，許多1型糖尿病患者不得不依靠胰島素泵維持日常的血糖水平。不過，好消息來了。近日，研究人員研發(fā)出一種新設(shè)備，可以持續(xù)地讓胰島素分泌細(xì)胞“沐浴”在需要的營養(yǎng)中，進(jìn)而提高這些細(xì)胞的承載力、存活率和葡萄糖敏感性，并促使它們及時(shí)分泌或停止分泌胰島素。

“該設(shè)備有潛力成為一個(gè)自治系統(tǒng)，患者將不需要不斷地充填和替換胰島素盒?！眳⑴c了該研究的韓國仁川國立大學(xué)的Kisuk Yang說。而且，這種設(shè)備可能對(duì)某些糖尿病患者特別有用，他們的血糖水平會(huì)出現(xiàn)不可預(yù)測(cè)的波動(dòng)。

全世界有超過4000萬人患有1型糖尿病。這種自身免疫性疾病的患者，其胰腺中產(chǎn)生胰島素的β細(xì)胞被免疫系統(tǒng)破壞。目前，科學(xué)家已經(jīng)研發(fā)出一種名為MED的裝置，它能用來容納和保護(hù)胰島素分泌細(xì)胞。就像騎士穿的盔甲，MED在保護(hù)細(xì)胞免受宿主免疫系統(tǒng)攻擊的同時(shí)，允許營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)出，使細(xì)胞得以繼續(xù)生存。但這種醫(yī)療器械有局限性——目前，只有少數(shù)細(xì)胞可以借助MED接收營養(yǎng)物和氧氣，并反過來分泌胰島素，因此將此類設(shè)備用于人體一直是一個(gè)挑戰(zhàn)。

此次，來自美國布里格姆婦女醫(yī)院、哈佛大學(xué)和馬薩諸塞大學(xué)醫(yī)學(xué)院等機(jī)構(gòu)的研究人員合作設(shè)計(jì)了一種對(duì)流增強(qiáng)MED（ceMED）。在動(dòng)物模型中，該設(shè)備在植入后能讓小鼠胰島素分泌細(xì)胞快速對(duì)血糖水平作出反應(yīng)。近日，研究結(jié)果發(fā)表于美國《國家科學(xué)院院刊》。

“由于最近的進(jìn)展，我們?cè)絹碓浇咏鼡碛袩o限來源的β樣細(xì)胞，下一個(gè)挑戰(zhàn)是如何以一種微創(chuàng)、長壽命、功能最大化的方式將這些細(xì)胞導(dǎo)入體內(nèi)?！闭撐耐ㄓ嵶髡逬eff Karp說。

“干細(xì)胞衍生的胰島能用于治療1型糖尿病，現(xiàn)在我們需要找到一種方法保護(hù)這些細(xì)胞免受免疫排斥，并在移植后最大限度地提高它們的生存和功能?！闭撐暮献髡?、哈佛大學(xué)的Doug Melton說，“ceMED可能是實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的可行方法?！?/p>

研究人員表示，ceMED能通過連續(xù)流動(dòng)的液體向被封裝的細(xì)胞提供營養(yǎng)，允許多層細(xì)胞生長和生存。該團(tuán)隊(duì)的原型機(jī)有兩個(gè)重點(diǎn)部分—— 一個(gè)平衡室（EqC），收集周圍環(huán)境的營養(yǎng)物質(zhì)；一個(gè)細(xì)胞室（CC），容納受保護(hù)的細(xì)胞。

EqC被包裹在聚四氟乙烯中，這是一種可選擇性允許液體進(jìn)入孔隙的半透膜。CC周圍的額外內(nèi)膜能選擇性地允許營養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸和避免免疫反應(yīng)。灌注液體流經(jīng)孔隙到達(dá)CC，其營養(yǎng)物濃度與植入物周圍組織相似。這些孔隙允許胰島素和葡萄糖自由通過，但不允許關(guān)鍵免疫分子攻擊被包裹的細(xì)胞。

研究人員表示，與傳統(tǒng)胰島素泵相比，該設(shè)備有許多優(yōu)點(diǎn)，例如，允許細(xì)胞按需分泌胰島素，并在血糖水平下降時(shí)迅速停止分泌。在1型糖尿病鼠模型中，ceMED可以提高細(xì)胞的存活率和胰島素分泌，并且小鼠在移植兩天后開始降低血糖水平。（唐一塵)