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苏州市科学技术局,胰岛移植有望让患者不再注

原标题:告别每日打针!“不一样”的皮下移植 有望逆转1型糖尿病

如果不是每天进行胰岛素注射或佩戴泵,每隔几个月进行一次注射就可以为你 - 或者你的狗逆转1型糖尿病怎么办?

I型糖尿病攻克在即,胰岛移植有望让患者不再注射胰岛素

不列颠哥伦比亚大学6月27日消息,该校科学家与工业界合作,使用干细胞在实验鼠上成功逆转糖尿病,为治疗该顽疾铺平了道路。 人体胰腺生成的胰岛素使葡萄糖作为能量储存于肌肉、肝脏和脂肪,糖尿病缘于胰腺不能制造足够的胰岛素,使得血液中血糖升高,导致心脏病、中风、神经紊乱、眼盲及肾衰风险加剧。目前1类糖尿病主要治疗方法是胰岛素注射,但对小童有伤害。虽然试验性人体胰岛细胞移植显示有效果,但依靠捐赠器官无法随时保证。目前三分之一加拿大人罹患糖尿病。 UBC教授与美国杨森研发机构合作,首次在小鼠身上揭示干细胞移植可成功恢复自身胰岛素生成,使糖尿病逆转。试验模仿人类的医疗环境,患有糖尿病的小鼠移植了干细胞,然后停止注射胰岛素,3-4个月后即使投喂大量食糖,小鼠也可以保持健康的血糖水平,几个月后移植的细胞全部脱落显示正常的胰腺细胞生成胰岛素。该研究成功再造了根据血糖高低自动调整胰岛素水平的反馈机制。

让1型糖尿病患者摆脱每日繁琐的血糖监控以及胰岛素注射,这是很多科学家都在努力克服的难题之一。现在,一研究团队提出可能的解决策略:将胰腺细胞混入胶原蛋白中,再通过皮肤注射,或可达到“一劳永逸”的效果。

它可能需要像特洛伊木马一样引入健康的胰腺细胞。

据世界卫生组织统计,目前全球已经有4.22亿人患有糖尿病。糖尿病是一种由于血糖水平不正常引起的疾病,主要有两种类型:I型和II型,前者也称为胰岛素依赖型糖尿病,后者则为非胰岛素依赖型糖尿病。

来源:科技部

1型糖尿病是一种免疫系统疾病,源自免疫系统攻击胰腺中的胰岛β细胞。后者是分泌胰岛素、调控血糖平衡的关键细胞。一旦β细胞遭受破坏,患者容易缺乏足够的激素来控制血糖水平。

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科学家们设想,通过移植胰岛细胞或可逆转这一缺陷,但是却困难重重。近日,《American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism》期刊发表了这一篇题为“In-situ type I oligomeric collagen macroencapsulation promotes islet longevity and function in vitro and in vivo”的文章,揭示了一种微创治疗方法,有望逆转1型糖尿病。

在这种情况下,特洛伊木马将是胶原蛋白,一种人体已经制造的蛋白质,用于建立肌肉,骨骼,皮肤和血管。由普渡大学的研究人员与印第安纳大学医学院合作开发的胶原蛋白制剂与胰腺细胞混合,是第一个在24小时内成功逆转1型糖尿病并保持胰岛素独立至少90天的微创疗法

据美国青少年糖尿病基金会,在美国,约有125万人患有I型糖尿病,I型糖尿病的病因不明,患者通常不能自己分泌胰岛素,需要每日注射胰岛素维持生存。因此,目前还没有完全治疗I型糖尿病的方法。不过,近日,来自迈阿密大学的科学家有了新的突破。

来自普渡大学和印第安纳大学的科学家们合作研发了一种混合有胰腺细胞的胶原蛋白配方。在小鼠试验中,通过移植这一溶液可以在24小时内成功逆转1型糖尿病,并能够维持至少90天的正常胰岛素水平。

  • 临床动物研究表明。

研究结果表明,他们将胰岛细胞成功移植到大网膜,患者术后17天可停用胰岛素,术后1年患者不再依赖胰岛素。

文章一作Clarissa Hernandez Stephens 将胶原蛋白比喻成“特洛伊木马”(Trojan horse),可以装载用于移植的胰岛细胞。

对于糖尿病宠物,下一步是对患有天然1型糖尿病的狗进行试验性临床研究,该研究将与普渡大学兽医学院合作进行。

通常来说,健康个体内胰岛素和胰高血糖素是由胰岛完成的。根据已发表在《新英格兰医学杂志》的结果显示,在大网膜表面进行胰岛移植有望恢复I型糖尿病患者胰岛素的自然分泌。通过供体胰岛与I型糖尿病患者血浆相结合,研究人员可以有效将胰岛移植到大网膜。这比之前用传统方法——将胰岛植入肝脏内——更有效,因为植入肝脏内可能发生炎症。另外,大网膜表面有密集的血管,使其更容易通过微创手术达到医疗效果。

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“我们计划通过先帮助狗来解释老鼠与人之间的差异。通过这种方式,狗可以告诉我们治疗对人类的影响程度,”克拉丽莎·埃尔南德斯·斯蒂芬斯说,他是该作品的第一作者,也是研究员。普渡大学韦尔登生物医学工程学院。对于即将出版的“美国生理学杂志

通过该项技术,大网膜成为了”迷你胰腺”,能够在I型糖尿病患者体内长期存活并独立起到分泌胰岛素的作用。主要研究人员David Baidal 表示:“到目前为止的研究表明,大网膜是测试这种新型组织工程胰岛移植的合适器官”。

https://doi.org/10.1152/ajpendo.00073.2018

  • 内分泌学和新陈代谢”的问题,研究结果初步出现。

研究表明,参与临床实验的患者在移植17天后,其葡萄糖水平明显改善。在12个月的时间内,针对5小时内混合膳食血糖指数的监测中发现,90分钟后血糖水平为266毫克/分升,300分钟时降至130毫克。

改变移植的范式

“每天给我的狗两次射击,我必须经常思考我在哪里以及何时需要回家。这极大地影响了我的工作和个人生活,”一只名叫Lexi的糖尿病犬的主人Jan Goetz说道。 。“不必给出这些镜头就意味着自由。”

虽然这不是解决糖尿病问题的唯一途径,但该项成果是第一例能为患者提供稳定胰岛素分泌的,并帮助患者免于胰岛素注射。研究人员还在进行类似的研究以消除II型糖尿病患者对药物的研究。

迄今为止,20年的研究和临床试验并没有产生有效的胰岛移植疗法,因为需要很多的捐赠者,而且目前通过肝门静脉输送胰岛的方法太过侵入性,以至于人体免疫系统容易排斥很大一部分的外源胰岛组织。

1型糖尿病影响美国每100只伴侣动物中约有1只,包括狗和猫,以及约125万美国儿童和成人。

在这项新研究中,团队做了巧妙的改变:首先,利用胶原蛋白溶液包裹胰岛;其次,通过皮肤注射而不是肝脏。

印第安纳州居民大卫泰勒近50年来一直在与1型糖尿病斗争。

“传统上,我们在动物的肝脏中移植胰岛,而不是皮下移植。这很大程度上是因为皮肤欠缺肝脏输送胰岛素的血液环境。而且,皮肤中有很多免疫细胞,所以发生排斥反应的几率很高。”印第安纳大学医学院糖尿病研究中心主任、儿科教授Raghu Mirmira解释道。

泰勒说:“1型糖尿病的诊断是我的18岁生日礼物,自从第一次注射胰岛素以来,管理糖尿病一直是我的'其他'全职工作。”“50多年来治疗方法已经有了很大的改善,但它们仍然不允许病人休息。每隔几个月接受一次注射就能恢复我几乎没有成年人的近乎正常的生活

为了解决这一瓶颈,他们尝试将胰岛与胶原蛋白溶液彻底混合,以便消除肝脏移植的需要。皮下注射后,溶液会凝固。身体会进一步识别胶原蛋白,并为其提供血液从而维持胰岛素和葡萄糖的平衡。

  • 我可以从全职糖尿病管理工作中退休。“

微创治疗

因为狗中的糖尿病在人类中发生的情况类似,所以迄今为止治疗大致相同:两者都需要全天监测其葡萄糖并且在饭后施用胰岛素。

“新疗法属于微创治疗,类似于打针。” 普渡大学生物医学工程和基础医学教授 Sherry Voytik Harbin表示道。

这也意味着狗和人类可能从同样的治疗方法中获益:一组新的胰腺细胞替代称为胰岛的细胞簇,这些细胞不释放胰岛素来监测血糖水平。

为了验证可行性,研究团队选取了双胞胎小鼠和非双胞胎小鼠作为模型。结果显示,如果小鼠供体和受体是双胞胎,治疗后的患病小鼠至少可以坚持90天不需要胰岛素注射。如果不是双胞胎,小鼠同样可以维持至少40天正常的血糖水平。无论双胞胎与否,几乎所有移植的胰岛都存活下来了。

金沙国际 ,尽管如此,20年的研究和临床试验尚未产生有效的胰岛移植治疗,因为需要多个供体,目前通过肝门静脉输送胰岛的方法过于侵入,人体免疫系统往往会破坏大量移植胰岛的百分比。

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普渡大学的研究人员简单地改变了胰岛的包装方式 - 首先,在含有胶原蛋白的溶液中,第二,通过皮肤注射而不是一直在肝脏注射,使患者免于恶劣的手术。

最新研究成功将混合有胰腺细胞的胶原溶液注入糖尿病小鼠体内。结果显示,至少在90天内,小鼠能够维持正常的血糖水平。(图片来源:普渡大学)

“传统上,我们将胰岛移植到动物的肝脏中并且永远不会在皮肤下移植,这在很大程度上是因为皮肤没有肝脏用于输送胰岛释放的胰岛素的血流量。并且有很多皮肤中的免疫细胞,因此排斥的机会很高,“印第安纳大学医学院糖尿病研究中心儿科和医学教授兼主任Raghu Mirmira说。

下一步

该团队通过将Mirmira实验室提供的小鼠胰岛与胶原蛋白溶液彻底混合,消除了在肝脏移植的需要。在皮肤下注射后,溶液凝固,身体识别胶原蛋白并为其提供血流以交换胰岛素和葡萄糖。

研究人员计划,下一步将在患有糖尿病的狗身上验证这一疗法。在美国,每100只伴侣动物中就有一只患有1型糖尿病。同时,约有125万美国人(包括儿童和成年人)深受这一疾病困扰。

“它是微创的;你不必去手术室并将这种输液注入门静脉。它就像它来得一样容易,就像射击一样,”生物医学工程普渡大学教授Sherry Voytik Harbin说。基础医学。

“每天我需要给狗狗注射两次胰岛素,这往往会影响到我的个人生活。不用打针意味着自由。” Jan Goetz表示道,他养的狗(Lexi)患有糖尿病。

研究人员测试了小鼠双胞胎和非双胞胎之间解决方案的效果,以检查是否存在差异。最初的研究表明,如果小鼠供体是接种者的双胞胎,那么糖尿病小鼠可以在不需要再次射击的情况下至少进行90天。如果不是双胞胎,小鼠的血糖水平正常至少40天。几乎所有移植的胰岛都能在两种情况下幸存下来,无需多个捐赠者来补偿那些被免疫系统杀死的人。

印第安纳州居民David Taylor与1型糖尿病抗争了近50年。“糖尿病是我18岁的生日礼物,自我第一次注射胰岛素以来,管理糖尿病成了我另一份‘全职工作’。过去50年,糖尿病治疗方案有了很大的进步,但是依然离不开胰岛素注射等。每隔几个月注射一次有望让我恢复到成年后从未拥有过的正常生活。” David Taylor期待道。

随着他们转向测试天然糖尿病犬的配方,研究人员将探索移植猪胰岛或干细胞以制造胰岛素的可行性,希望这两种方法都能进一步提高供体的可用性。

因为狗患糖尿病的情况与人类相似,所以治疗方法基本上都是一样的:每天都需要监测血糖水平,饭后需要注射胰岛素。这意味着,狗和人类可能会从同样的治疗中获益——移植新的胰腺细胞取代有缺陷的胰岛组织。

胰岛移植治疗也可能对更好地治疗重症胰腺炎有影响。

此外,研究人员还计划在以糖尿病小狗为模型时,将探索移植猪胰岛或者胰岛素制造干细胞的可行性。他们希望,这两种方法都能进一步增加供体的可选择性返回搜狐,查看更多

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