體外誘導小鼠真皮幹細胞向胰島素分泌細胞分化
I型糖尿病是由機體對β細胞自主免疫破壞引起的。雖然通過胰島的移植可以治療糖尿病,但是由於胰島供體匱乏和免疫排斥反應使移植治療受到了很大的限製。幹細胞是一類具有自我複製能力的多潛能細胞,在一定條件下它可以分化成多種具有功能的細胞。這一特點就為產生供體胰島提供了具有希望的種子細胞。從真皮中能分離出一種能夠在體外擴增的多潛能真皮幹細胞(skin-derived precursors,SKPs),它具有向外胚層和中胚層分化的潛能,而且容易獲取,因此它將成為糖尿病幹細胞治療最具潛力的自體幹細胞。
計劃生育生殖生物學國家重點實驗室段恩奎研究組從小鼠真皮分離和鑒定了SKPs。SKPs表達Nestin、Fibronectin、Stat3和Oct4等幹細胞標記分子。SKPs能在體外擴增並穩定維持其幹細胞特性,並能自發向神經細胞、平滑肌細胞和脂肪細胞分化。本研究首次在體外利用三步法誘導小鼠真皮幹細胞分化為三維胰島樣集落(IPCs)。在Stage 1中,SKPs以懸浮的細胞球傳代培養在DMEM/F12培養基(含有20 ng/ml表皮生長因子、40 ng/ml 堿性成纖維細胞生長因子、1% B27,培養基葡萄糖的濃度為17.3mM)。在Stage 2中,SKPs在DMEM/F12培養基(含有1 mM二丁酰環腺苷酸、1 μM維甲酸、1% B27 和2% FBS,培養基葡萄糖濃度為5mM)中培養2天,SKPs從細胞球中遷移出來形成單層細胞。在Stage 3中,細胞在DMEM/F12培養基(含有10 mM 煙酰胺、10 nM I型胰島素樣生長因子、2nM 激活素A、1% B27和2% FBS,培養基葡萄糖濃度為17.3mM)的中培養7天,細胞能夠形成二硫腙陽性(Dithizone positive, DTZ+)的三維胰島樣集落(IPCs)。RT-PCR和間接免疫熒光的結果表明,IPCs共表達胰島素和C-肽,並表達胰腺β細胞發育和功能相關的基因和轉錄因子,如Insulin 1、Insulin 2、Islet-1、Pdx-1、NeuroD/beta2、Glut-2 和 Nkx6.1,但不表達胰腺中其它的激素,如胰高血糖素、生長激素抑製素和澱粉酶。體外葡萄糖刺激的功能性實驗結果表明,IPCs受葡萄糖濃度刺激而分泌胰島素。
以上研究結果發表在 CELL PROLIFERATION 雜誌上
W. Guo, C. Miao, S. Liu, Z. Qiu, J. Li, and E. Duan* 2009 Efficient differentiation of insulin-producing cells from skin-derived stem cells, Cell Prolif. 42(1): 49-62.

