研究人员证明了干细胞用于分析糖尿病病因和治疗

纽约，纽约(2013年6月17日)-一支来自纽约干细胞基金会(NYSCF)研究所和哥伦比亚大学的Naomi Berrie糖尿病中心已经产生了患者特异性的β细胞，或胰岛素生产细胞，它们准确地反映了年轻型成熟型糖尿病(MODY)的特征。

研究人员使用了型患者的皮肤细胞来产生诱导的多能干（IPS）细胞，然后从中制作β细胞。移植到小鼠中，干细胞衍生的β细胞以类似于模型患者的β细胞的方式分泌胰岛素。基因突变的修复将胰岛素分泌恢复到从健康受试者获得的细胞中看到的水平。今天报道了调查结果临床研究杂志．

以前的研究表明，人胚胎干细胞和IPS细胞成为抑制胰岛素响应葡萄糖或其他分子的β细胞的能力。但问题仍然是干细胞衍生的β细胞可以准确地模拟遗传形式的糖尿病，并用于发展和测试潜在的疗法。

“我们关注的是MODY，这是一种糖尿病，发病率约为1 / 10000。虽然患者和其他模型对这种疾病有了重要的临床见解，但我们对其分子方面特别感兴趣——特定基因如何影响细胞对葡萄糖的反应，”NYSCF高级研究员、共同资深作者Dieter Egli博士说。2012年，他被任命为NYSCF-Robertson干细胞研究员。

MODY是一种遗传性糖尿病。MODY最常见的形式是2型，导致编码糖加工酶葡萄糖激酶(GCK)的基因的一个副本发生功能缺失突变。对于2型MODY, GCK代谢葡萄糖需要较高的葡萄糖水平，导致慢性轻度血糖水平升高，增加血管并发症的风险。

MODY患者常被误诊为1型或2型糖尿病。正确的诊断不仅会改变患者的治疗过程，还会影响其家人，而他们之前并不知道自己也可能患有这种遗传性疾病。

NYSCF的科学家从两位贝里中心的2型MODY患者身上提取皮肤细胞，将它们“重新编程”——或将它们恢复到胚胎样状态，成为iPS细胞。为了检验GCK基因突变的影响，他们还创造了两种经过基因操作的iPS细胞系进行比较:一种是功能完全的(GCK基因的两个正确副本)，另一种是功能完全丧失的(GCK基因的两个错误副本)。然后，他们从功能完全和功能缺失的iPS细胞系中生成β细胞前体，并将这些细胞移植到免疫缺陷小鼠中进一步成熟。

“我们能够创建从皮肤细胞胰岛素生产细胞,然后在这些细胞操纵GCK基因利用最近开发的分子方法,使它可以明确测试的几个关键方面效用的干细胞研究人类疾病,“Haiqing华说,博士,该论文的第一作者,哥伦比亚大学分子遗传学、儿科和Naomi Berrie糖尿病中心以及纽约干细胞基金会研究所博士后。

三个月后进行葡萄糖耐量测试时，具有MODY β细胞的小鼠对葡萄糖的敏感性降低，但对其他刺激胰岛素分泌的分子的反应正常。这就是莫迪的特点。两个GCK基因拷贝有缺陷的小鼠对葡萄糖没有分泌额外的胰岛素。当研究人员使用分子技术修复GCK突变时，具有两个恢复的GCK副本的细胞对葡萄糖压力测试的反应正常。与其他报道的技术不同，研究人员的方法有效地修复了GCK突变，而不引入任何潜在的有害DNA。

“通过基因校正，患者衍生的β细胞的生成最终可能被证明是一种有用的细胞替代疗法，可以恢复患者调节自身血糖的能力。”这个结果真的令人激动，”纽约干细胞基金会的首席执行官Susan L. Solomon说。

研究人员还使用电子显微镜通过计数颗粒(储存胰岛素以供释放)来评估细胞中的胰岛素含量。尽管所有β细胞类型的颗粒数量相似，但GCK基因功能的完全丧失与β细胞产量的减少有关。

“这些研究提供了一个关键的原理证明，通过使用干细胞技术和先进的分子生物学操作，可以重现患者特异性胰岛素生产细胞的遗传特征。这为理解、治疗并最终预防更常见类型糖尿病的新方法的发展开辟了策略，”哥伦比亚大学医学中心克里斯托弗墨菲糖尿病研究纪念教授、分子遗传学部门主任、共同资深作者Rudolph Leibel医学博士说。Naomi Berrie糖尿病中心的联合主任。

其他作者是:纽约干细胞基金会研究所的尚林山和赫克托·马丁内斯;以及哥伦比亚大学分子遗传学部、儿科部的Matthew Freeby、Mary Pat Gallagher、Thomas Ludwig、Liyong Deng、Ellen Greenberg、Charles LeDuc、Wendy K. Chung和Robin Goland和Naomi Berrie糖尿病中心。

这项研究的资金由以下机构提供:纽约干细胞基金会;罗素·贝里基金会;Leona M. and Harry B. Helmsley慈善信托基金;转化糖尿病研究Hunter Eastman学者奖;詹姆斯和艾琳·亨特慈善基金;向华华健提供ada指导奖学金;和国家卫生研究院的基金RO1 DK52431和P30DK063608．

作者称没有财务或其他利益冲突。

关于纽约干细胞基金会

纽约干细胞基金会（NYSCF）是一个在2005年成立的独立组织，通过干细胞研究加速和更好地治疗患者。NYSCF在位于纽约的NYSCF研究所雇用了40多名研究人员，并且是干细胞研究的承认世界领导者，以及开发开拓性干细胞技术，包​​括NYSCF全球干细胞阵列。此外，NYSCF通过其创新者计划支持全球其他60名研究人员，包括NYSCF - Druckenmiller奖学金和NYSCF-Robertson调查员奖。NYSCF侧重于旨在克服障碍物缓慢发现和替代筒仓的模型的翻译研究。

NYSCF研究人员在该领域取得了四大重大发现，包括:2012年12月发现了一种预防母体线粒体疾病传播的临床治疗方法;首次获得患者特异性胚胎干细胞系(2011年《时代》杂志医学突破第一名);发现了重新编码干细胞的新方法;以及利用诱导多能干细胞创造出第一个疾病模型(也被《时代》杂志在2008年命名为头号医学突破)。更多信息请访问www.nyscf.org．

关于娜奥米·贝里糖尿病中心

1998年10月的官方开业后，Naomi Berrie糖尿病中心哥伦比亚大学医学中心为纽约地区的160万糖尿病患者建立了新的护理标准——将世界级的糖尿病研究和教育项目与前所未有的以家庭为导向的患者护理相结合。在Russell Berrie基金会和其他朋友的支持下成立，并以RUSS™玩具创始人已故Russell Berrie的母亲的名字命名，今天，该中心被公认为三州地区最全面的糖尿病研究和治疗中心，并被指定为国家“卓越糖尿病中心”——纽约州仅有的三个糖尿病中心之一。大约150名临床医生和科学家隶属于该中心，开展与各种形式的糖尿病及其并发症的发病机制和治疗相关的基础和临床研究。欲了解更多信息，请访问nbdiabetes.org．

Drs。钟和利贝尔也是该协会的成员哥伦比亚干细胞计划（www.ColumbiaStemCell.org)，聚集了哥伦比亚大学的许多科学家和临床医生，专注于开发干细胞用于人类健康的潜力。

关于哥伦比亚大学医学中心

哥伦比亚大学医学中心提供基础，临床前和临床研究的国际领导;医疗和健康科学教育;和患者护理。医疗中心培训未来领导人，包括许多医生，科学家，公共卫生专业人士，牙医和护士的专门工作，在医师和外科医生，公共卫生学院，牙科医学院，护理学院，艺术与科学研究生院的生物医学部门，以及联合研究中心和机构。哥伦比亚大学医疗中心是纽约市最大的医学研究企业的所在地，以及东北最大的教师医疗习俗之一。欲了解更多信息，请访问cumc.columbia.edu要么columbiadoctors.org．

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编者按:应作者的要求，t他的期刊纸质在其中缩回了这个新闻发布的纸张。请参阅这个通知．以上发表于2013年6月18日，供参考。(更新于2017年1月17日。)