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品牌專題I型糖尿病是一種自身免疫性疾病,導致胰島β細胞被破壞,患者需終身依賴外源性胰島素治療。胰島細胞移植作為一種潛在的治療方法,可以通過提供功能性的胰島細胞來恢復患者的胰島素分泌功能,從而達到控制血糖的目的。然而,傳統的胰島移植存在供體胰島細胞稀缺、免疫排斥反應以及移植部位限制等問題。
近年來,多能干細胞(PSC)技術的發展為解決這些問題提供了新的途徑。通過化學誘導方法將體細胞重編程為化學誘導多能干細胞(CiPSC),并進一步分化為胰島樣細胞,為胰島細胞移植提供了無限的細胞來源。此外,選擇合適的移植部位對于提高移植胰島細胞的存活率和功能至關重要。
由王樹森等人撰寫,發表在《Cell》雜志上的這篇題為“Transplantation of chemically induced pluripotent stem-cell-derived islets under abdominal anterior rectus sheath in a type 1 diabetes patient”的文章,主要報道了一項I期臨床試驗的初步結果,該研究旨在評估利用化學誘導多能干細胞(CiPSC)衍生的胰島細胞在I型糖尿病患者中進行自體移植的安全性和有效性。


方法
1. CiPSC的生成與分化:從患者的脂肪組織中獲取脂肪間充質干細胞(ADSCs),通過化學重編程方法將其誘導為CiPSC。采用四步化學重編程方案,不使用基因操作方法,將ADSCs轉化為CiPSC。利用之前建立的六階段分化協議,將CiPSC分化為胰島樣細胞(CiPSC-islets)。
2. CiPSC-islets的質量控制:通過流式細胞術和免疫熒光染色檢測胰島內分泌細胞標志物(如NKX6.1、C-peptide、Glucagon等)的表達,確保細胞的純度和活性。通過數字液滴PCR(dd-PCR)檢測潛在殘留的PSC細胞,以評估細胞的致瘤性風險。同時,進行全基因組測序(WGS)和全外顯子組測序(WES)以檢測基因突變。通過葡萄糖刺激胰島素分泌(GSIS)實驗評估CiPSC-islets的功能性。
3. 移植手術:選擇腹部前直肌鞘下作為移植部位,該部位具有微創、易于監測和成像等優點。在超聲引導下,將CiPSC-islets注射到前直肌鞘下。
4. 移植后監測與評估:通過連續血糖監測(CGM)和糖化血紅蛋白(HbA1c)檢測評估患者的血糖控制情況。通過檢測空腹和餐后C-peptide水平、口服葡萄糖耐量試驗(OGTT)以及BETA-2評分等方法評估胰島功能。通過超聲和磁共振成像(MRI)監測移植部位的情況,檢測腫瘤標志物以評估致瘤性風險。
實驗
在實驗過程中,使用了ALPCO的人C肽酶聯免疫吸附測定試劑盒(human C-peptide ELISA kit,貨號:ALP-80-CPTHU-E10)在檢測C-peptide水平中的應用。
該ELISA試劑盒用于定量檢測人血清或血漿中的C-peptide水平。C-peptide是胰島素原在轉化為胰島素過程中產生的一種連接肽,與胰島素以等摩爾量分泌。因此,檢測C-peptide水平可以間接反映胰島素的分泌情況,是評估胰島功能的重要指標之一。
評估胰島移植效果:通過檢測移植前后患者的空腹和餐后C-peptide水平變化,可以評估CiPSC-islets移植后胰島功能的恢復情況。
監測胰島功能:在移植后的長期隨訪中,定期檢測C-peptide水平有助于監測胰島功能的穩定性和持久性。
安全性評估:高C-peptide水平可能提示存在內源性胰島素分泌,有助于排除胰島細胞移植后的致瘤性風險。
文章詳細描述了使用ALPCO human C-peptide ELISA kit檢測患者移植前后C-peptide水平的變化。結果顯示,移植后患者的C-peptide水平顯著升高,并在移植后75天達到胰島素獨立狀態,表明CiPSC-islets成功恢復了患者的胰島功能。
結論
本研究利用人CiPS細胞制備的胰島,建立了糖尿病的細胞治療新途徑,實現了臨床功能性治愈糖尿病。更為重要的是,化學重編程技術制備的功能細胞在臨床治療疾病的成功,表明了化學重編程有望成為高效制備各種功能細胞類型的通用底層技術,為細胞治療在重大疾病治療上的廣泛應用開辟了一條新的途徑。
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