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    這些在體外誘導而成的人胰島β細胞在植入糖尿病小鼠動(dòng)物模型體內之后產(chǎn)生了大量的胰島素（圖中綠色所示），徹底治好了患病小鼠。

    Douglas Melton和其他人一樣，早就等不及想要治好糖尿病了。他的兒子在還是小嬰兒時(shí)就患上了這種疾病，他的女兒也在14歲時(shí)被診斷出患有糖尿病。在過(guò)去的這20年里，Melton這名美國哈佛大學(xué)干細胞研究所（Harvard Stem Cell Institute）的發(fā)育生物學(xué)家一直都在尋找徹底治愈糖尿病的方法。終于，他們課題組近日報道了一個(gè)新發(fā)現，有望能夠徹底治愈糖尿病。他們找到了一種方法，能夠將人體干細胞誘導成能夠分泌胰島素的胰島β細胞。而我們知道，像Melton的兒子和女兒那種1型糖尿病（type 1 diabetes）患者就是因為體內的胰島β細胞被自身免疫反應所破壞而致病的。Melton的課題組培養的細胞和正常的胰島β細胞一樣，能夠在葡萄糖的**下分泌胰島素。將這些細胞植入糖尿病小鼠體內之后，小鼠的糖尿病也被治好了。

    英國帝國理工學(xué)院（Imperial College London）專(zhuān)門(mén)研究胰島β細胞遺傳學(xué)問(wèn)題的Jorge Ferrer表示，他們整個(gè)糖尿病研究界等待這一天已經(jīng)等得太久了。這種在實(shí)驗室里培養的細胞是我們研究糖尿病非常有用的一項工具，Melton也希望這些細胞最終能夠用來(lái)治療糖尿病患者。

    人體的胰腺每一分、每一秒都在調整著(zhù)體內的血糖，當我們進(jìn)食之后，血糖會(huì )升高，此時(shí)胰腺β細胞就會(huì )分泌胰島素，幫助人體攝取這些糖份，降低血糖。1型糖尿病患者由于一些未知的原因，他們自身的免疫系統錯誤地攻擊并殺死了人體自身的胰腺β細胞，所以機體不能產(chǎn)生胰島素，從而患上了糖尿病。他們只能通過(guò)注射經(jīng)過(guò)精確計算、定量的胰島素來(lái)控制病情。但是這還遠遠達不到正常人胰腺控制血糖的水平，所以科研人員數十年來(lái)一直都想找到一種好辦法，恢復糖尿病患者自身的胰腺β細胞。

    科學(xué)家們在1998年分離得到了人體胚胎干細胞（human embryonic stem cells, hES cells），在那之后大家也都期望這種細胞能夠為治愈糖尿病出一份力。ES細胞是一種全能干細胞，也就是說(shuō)，從理論上來(lái)說(shuō)，這種細胞應該能夠分化成為人體內的各種細胞，當然就包括胰腺β細胞。實(shí)際上，科學(xué)家們最開(kāi)始嘗試對ES細胞進(jìn)行誘導分化時(shí)也就是希望得到胰腺β細胞。后來(lái)，科學(xué)家們也用誘導多潛能干細胞（induced plu**otent stem cells, iPS cells）進(jìn)行過(guò)類(lèi)似的試驗，所謂誘導多潛能干細胞就是以成體細胞為原料，對其進(jìn)行重編程操作（reprogram），使其回復到胚胎干細胞狀態(tài)的一種細胞。據美國Vanderbilt大學(xué)（Vanderbilt University in Nashville）研究胰腺發(fā)育問(wèn)題的Mark Magnuson介紹，不論用上述這哪種方法，都相當困難。

    不過(guò)有好幾個(gè)科研小組都成功地獲得了胰腺β細胞的前體細胞，這些細胞被植入試驗動(dòng)物體內之后都能夠進(jìn)一步成熟。但是經(jīng)過(guò)6周的時(shí)間，分化成為有功能的β細胞之后，這些細胞就再也不能（難以）用于開(kāi)展體外研究了。

    近日發(fā)表在《細胞》（Cell）雜志上的這篇文章中，Melton等人介紹了一種復雜的試驗“配方”,用這種配方就可以將hES細胞或iPS細胞直接誘導分化成成熟的、有功能的胰腺β細胞。這一突破也得益于Melton實(shí)驗室十幾年的辛勤積累。Melton等人曾經(jīng)對胰腺發(fā)育相關(guān)信號通路進(jìn)行過(guò)深入的研究。他們根據自己實(shí)驗室，以及其他實(shí)驗室的發(fā)現和成果，開(kāi)發(fā)出了這套配方。據Melton介紹，其實(shí)也沒(méi)有什么奧秘。這可不像是應用發(fā)育生物學(xué)方面的發(fā)現。

    “整套試驗操作都是可重復的，但是整個(gè)試驗過(guò)程比較麻煩。” Melton補充道。干細胞需要在培養瓶里生長(cháng)，要使用5種不同的培養基和11種不同的因子，包括蛋白質(zhì)、糖等，而且這些“配料”都需要經(jīng)過(guò)精細的搭配，就這樣培養35天之后才能得到胰腺β細胞。不過(guò)Melton也提到，好的一方面就是，使用他們的這種方法，在一個(gè)500毫升的培養瓶里就能夠長(cháng)出兩億個(gè)β細胞。這么多細胞從理論上來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠治療一位糖尿病患者了。據Melton介紹，不論是使用iPS細胞還是hES細胞，最終的結果都是差不多的。

    在這些細胞被用于治療1型糖尿病患者之前，科學(xué)家們還得找到一條方法，避免細胞被機體的免疫反應排斥掉。因為導致患者患上1型糖尿病的自身免疫反應也會(huì )殺死這些源自患者自身iPS細胞的β細胞，而正常的免疫反應則會(huì )殺死來(lái)自其他個(gè)體hES細胞的β細胞（這也是不能用異體移植β細胞的辦法來(lái)治療1型糖尿病的原因）。Melton等人正在想辦法將這些實(shí)驗室培養的β細胞包裝起來(lái)，或者想辦法讓這些細胞避開(kāi)機體的免疫反應。

    與此同時(shí)，這些實(shí)驗室培養的β細胞還可以幫助科學(xué)家們開(kāi)展1型和2型糖尿病相關(guān)的科學(xué)研究。所謂2型糖尿病就是患者體內還存在一定量的胰腺β細胞，但是這些細胞產(chǎn)生的胰島素不足以滿(mǎn)足機體的需要。Ferrer認為，這項技術(shù)很有可能會(huì )催生出模型系統，用來(lái)進(jìn)行糖尿病基礎遺傳機制相關(guān)的研究，或者用來(lái)開(kāi)發(fā)能夠改善殘存胰腺β細胞功能的新藥。比如，Melton的實(shí)驗室正在使用源自1型和2型糖尿病患者的iPS細胞系，以及健康對照人群的iPS細胞系培育β細胞，想看看這兩者間是否存在差異，以此來(lái)解釋這兩種糖尿病的區別。他們還會(huì )用這種細胞為試驗對象，進(jìn)行藥物篩選的工作，尋找能夠阻止β細胞損傷，甚至逆轉β細胞損傷的藥物。

    據Melton介紹，他今年23歲和27歲大的兒子和女兒聽(tīng)到他的科研成果之后都非常高興，但是并不感到吃驚。他們父子的關(guān)系就好像對調了一樣，Melton的兒女們只是在溫柔地敦促他：“接著(zhù)干，快去解決免疫排斥的問(wèn)題吧。”
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