科学家利用成体干细胞在体外重建小鼠“人工胰岛” < p >近年来，胰岛移植作为一种新的糖尿病治疗方法取得了一定的成功，但供体胰岛的严重短缺极大地限制了这种方法的普及。如何连续获得胰岛β细胞用于移植？

一种想法是利用器官或组织本身的成体干细胞在体外“模拟”具有类似功能的器官特定于器官的成体干细胞将遵循“自然”的分化途径，并在合适的体外培养条件下通过自我更新和分化形成器官的功能细胞。

这种基于成体干细胞的“人造”器官的安全性和简单性已经在许多系统中得到验证，例如肠道。然而，胰岛中成体干细胞的存在一直存在争议，胰岛干细胞的发现和鉴定是培养功能性胰岛样器官的先决条件，也是一个长期的问题。

最近，中国科学院分子细胞科学卓越中心(生物化学与细胞生物学研究所，简称分子细胞中心)曾艺研究组在实验小鼠中进行了实验，成功鉴定了小鼠胰岛中的干细胞群，并通过干细胞体外培养获得了功能性小鼠“人工胰岛”(胰岛样器官)，为进一步研究人类“人工胰岛”提供了理论基础和技术支持研究结果发表在国际知名学术期刊《细胞》上，时间是北京时间3月19日深夜

科普漫画中国科学院分子与细胞科学卓越中心照片 研究人员在老鼠身上进行了实验。在朗格汉斯岛发现成体干细胞的过程中，他们在实验小鼠中发现了一组新的细胞类型——生殖细胞在证实这些细胞与其他已知的胰岛分化细胞完全不同并且可能处于未分化状态后，研究人员通过实验发现，在体内正常生理条件下，Procr+细胞可以分化为所有类型的胰岛细胞，证明这些Procr+细胞是胰岛中的成体干细胞

为了进一步将体内发现转化为体外应用，研究人员建立了一个三维培养系统，其中普罗克+胰岛干细胞和血管细胞共培养，以成功获得功能性小鼠胰岛样器官体外“重刻”的“人工胰岛”包含所有细胞类型的胰岛，在功能、形态等方面与真正的小鼠胰岛非常相似，能够快速响应糖刺激并分泌胰岛素这种小鼠胰岛样器官在体外可“繁殖”至20代以上，每代细胞数增加3-7倍，即“人工”器官每周每代可“繁殖”3-7个“后代”当将这些长期培养的器官样器官移植到糖尿病小鼠模型中时，小鼠的血糖水平得到恢复，糖尿病症状得到缓解，从而证明了Procr+胰岛干细胞的应用潜力。

在第一部分中，发现并鉴定了小鼠胰岛的Procr+成体干细胞(左)；第二部分是建立胰岛样器官体外培养和长期扩增体系(右)第一部分的发现是第二部分的基础。第二部分展示了Progr+细胞在体外的应用潜力，进一步证实了Progr+细胞的干细胞特性< p >本研究首次确定了小鼠胰岛中成体干细胞的“同一性”,回答了成体胰岛中是否长期存在干细胞这一有争议的问题，是干细胞基础研究的重大突破。

本工作建立的小鼠胰岛样器官培养体系可作为体外模型，用于研究生理和病理条件下胰岛细胞的增殖、分化及其与微环境的相互作用该研究为将来在体外获得大量功能性人胰岛β细胞开辟了新的途径

应该注意的是，目前的研究结果仅在小鼠模型中是成功的。成人干细胞是否也存在于人类胰岛中，以及它们是否能在体外培养成胰岛，仍需进一步探索和研究。

这项研究工作由分子细胞中心的曾艺研究小组和荷兰胡布雷希特研究所的汉斯·克莱夫斯研究小组完成。分子细胞中心的王博士是论文的第一作者。该论文的其他作者包括曾艺研究小组的王景强博士、实验技术人员潘虹的白兰月博士和中国科学院上海营养与健康研究所生物医学大数据中心的冯华博士。同时，本研究得到了北京大学唐教授、李莉和林莉博士的支持。北京大学徐成然教授和于鑫鑫博士；中国科学院神经科学研究所的刘止庸教授和李超博士强烈支持单细胞测序。这项工作的数据收集也得到了中国科学院上海营养与健康研究所生物医学大数据中心的葛玲、何军、王燕、屠格水和辛昌鹏博士的大力支持。这项成果得到了中国科学院、国家自然科学基金、科技部、上海市科委和中心主任基金的资助。