這些在體外誘導(dǎo)而成的人胰島β細(xì)胞在植入糖尿病小鼠動物模型體內(nèi)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就患上了這種疾病，他的女兒也在14歲時被診斷出患有糖尿病。在過去的這20年里，Melton這名美國哈佛大學(xué)干細(xì)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新發(fā)現(xiàn)，有望能夠徹底治愈糖尿病。他們找到了一種方法，能夠?qū)⑷梭w干細(xì)胞誘導(dǎo)成能夠分泌胰島素的胰島β細(xì)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(nèi)的胰島β細(xì)胞被自身免疫反應(yīng)所破壞而致病的。Melton的課題組培養(yǎng)的細(xì)胞和正常的胰島β細(xì)胞一樣，能夠在葡萄糖的**下分泌胰島素。將這些細(xì)胞植入糖尿病小鼠體內(nèi)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）專門研究胰島β細(xì)胞遺傳學(xué)問題的Jorge Ferrer表示，他們整個糖尿病研究界等待這一天已經(jīng)等得太久了。這種在實驗室里培養(yǎng)的細(xì)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(xì)胞最終能夠用來治療糖尿病患者。

    人體的胰腺每一分、每一秒都在調(diào)整著體內(nèi)的血糖，當(dāng)我們進(jìn)食之后，血糖會升高，此時胰腺β細(xì)胞就會分泌胰島素，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(tǒng)錯誤地攻擊并殺死了人體自身的胰腺β細(xì)胞，所以機(jī)體不能產(chǎn)生胰島素，從而患上了糖尿病。他們只能通過注射經(jīng)過精確計算、定量的胰島素來控制病情。但是這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到正常人胰腺控制血糖的水平，所以科研人員數(shù)十年來一直都想找到一種好辦法，恢復(fù)糖尿病患者自身的胰腺β細(xì)胞。

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

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

    近日發(fā)表在《細(xì)胞》（Cell）雜志上的這篇文章中，Melton等人介紹了一種復(fù)雜的試驗“配方”,用這種配方就可以將hES細(xì)胞或iPS細(xì)胞直接誘導(dǎo)分化成成熟的、有功能的胰腺β細(xì)胞。這一突破也得益于Melton實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)行過深入的研究。他們根據(jù)自己實驗室，以及其他實驗室的發(fā)現(xiàn)和成果，開發(fā)出了這套配方。據(jù)Melton介紹，其實也沒有什么奧秘。這可不像是應(yīng)用發(fā)育生物學(xué)方面的發(fā)現(xiàn)。

    “整套試驗操作都是可重復(fù)的，但是整個試驗過程比較麻煩。” Melton補(bǔ)充道。干細(xì)胞需要在培養(yǎng)瓶里生長，要使用5種不同的培養(yǎng)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)過精細(xì)的搭配，就這樣培養(yǎng)35天之后才能得到胰腺β細(xì)胞。不過Melton也提到，好的一方面就是，使用他們的這種方法，在一個500毫升的培養(yǎng)瓶里就能夠長出兩億個β細(xì)胞。這么多細(xì)胞從理論上來說已經(jīng)足夠治療一位糖尿病患者了。據(jù)Melton介紹，不論是使用iPS細(xì)胞還是hES細(xì)胞，最終的結(jié)果都是差不多的。

    在這些細(xì)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(xì)胞被機(jī)體的免疫反應(yīng)排斥掉。因為導(dǎo)致患者患上1型糖尿病的自身免疫反應(yīng)也會殺死這些源自患者自身iPS細(xì)胞的β細(xì)胞，而正常的免疫反應(yīng)則會殺死來自其他個體hES細(xì)胞的β細(xì)胞（這也是不能用異體移植β細(xì)胞的辦法來治療1型糖尿病的原因）。Melton等人正在想辦法將這些實驗室培養(yǎng)的β細(xì)胞包裝起來，或者想辦法讓這些細(xì)胞避開機(jī)體的免疫反應(yīng)。

    與此同時，這些實驗室培養(yǎng)的β細(xì)胞還可以幫助科學(xué)家們開展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(nèi)還存在一定量的胰腺β細(xì)胞，但是這些細(xì)胞產(chǎn)生的胰島素不足以滿足機(jī)體的需要。Ferrer認(rèn)為，這項技術(shù)很有可能會催生出模型系統(tǒng)，用來進(jìn)行糖尿病基礎(chǔ)遺傳機(jī)制相關(guān)的研究，或者用來開發(fā)能夠改善殘存胰腺β細(xì)胞功能的新藥。比如，Melton的實驗室正在使用源自1型和2型糖尿病患者的iPS細(xì)胞系，以及健康對照人群的iPS細(xì)胞系培育β細(xì)胞，想看看這兩者間是否存在差異，以此來解釋這兩種糖尿病的區(qū)別。他們還會用這種細(xì)胞為試驗對象，進(jìn)行藥物篩選的工作，尋找能夠阻止β細(xì)胞損傷，甚至逆轉(zhuǎn)β細(xì)胞損傷的藥物。

    據(jù)Melton介紹，他今年23歲和27歲大的兒子和女兒聽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(diào)了一樣，Melton的兒女們只是在溫柔地敦促他：“接著干，快去解決免疫排斥的問題吧。”
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