位于圣路易斯的華盛頓大學醫學院的糖尿病研究人員發現了至少一個原因，即實驗室中由干細胞制成的胰島素分泌細胞無法像天然細胞那樣發揮作用。這一發現可能有助于加快使胰島素分泌細胞(稱為胰島β細胞)在治療胰島素依賴型 1 型糖尿病方面更有效的進展。

自從科學家首次發現他們可以從人身上采集皮膚細胞或脂肪細胞樣本，將這些細胞轉化為干細胞，然后引導干細胞發育成分泌胰島素的β 細胞以來，研究人員一直在嘗試完善這一過程。研究人員表示，5 月 15 日發表在《自然細胞生物學》雜志上的新發現可能有助于為生產更高效和更有效的 β 細胞治療胰島素依賴型糖尿病患者鋪平道路。

“我們學到了一些可能對糖尿病患者具有直接治療潛力的東西，”高級研究員、醫學和生物醫學工程副教授 Jeffrey R. Millman 博士說。“我們的研究結果表明，目前用于產生干細胞衍生的 β 細胞的方法在治療糖尿病方面可能不如我們希望的那么有用。”

在這項研究中，研究小組使用復雜的單細胞測序技術來了解為什么一些由干細胞制成的 β 細胞在制造胰島素方面不如其天然對應物成熟且效率低。

研究人員使用一種稱為單細胞多組學測序的技術，將干細胞衍生的 β 細胞與天然 β 細胞進行了比較，發現由干細胞制成的細胞通常不會產生盡可能多的胰島素來響應葡萄糖。此外，有時細胞的遺傳特征更接近腸道中發現的其他細胞類型，例如肝細胞或腸細胞。

Millman 的團隊使用機器學習和計算方法檢查來自單個 β 細胞的大量 DNA 數據集，了解到干細胞衍生的 β 細胞往往不成熟的一個原因涉及細胞中一種稱為染色質的物質的不規則性。染色質有助于“打開”和“關閉”β 細胞中的各種基因。一方面，研究人員更希望細胞中的染色質保持胰島素分泌基因更加開放和活躍，同時關閉使細胞表現得更像肝細胞、分解脂肪而不是分泌胰島素的基因。

“了解了天然 β 細胞和干細胞來源的 β 細胞之間的染色質差異后，我們相信可以通過調節染色質來提高干細胞來源的 β 細胞的質量，以及我們能夠獲得的細胞數量。生產，”米爾曼說。