1型糖尿病：新しいインスリン細胞を生成する治療に近づく
最近の研究は、インスリン産生細胞を生成する1型糖尿病治療の探求において新たな境地を開拓しました。
デンマークのコペンハーゲン大学とドイツのノイヘルベルクにあるHelmholtzZentrumMünchenの科学者は、膵臓の前駆細胞の運命を決定する信号をマッピングしました。
これらの未熟な細胞は、インスリンを作る膵島細胞または別の種類の細胞のいずれかに発達する可能性があります。
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この研究は、膵臓前駆細胞が跳ね返り、それらの直接の環境、または細胞外マトリックスがそれらの運命を決定する上で強力な役割を果たしていることを明らかにしています。
「私たちは今、可能になりました」と、HelmholtzZentrumMünchenの翻訳幹細胞研究所の上級著者兼所長であるHenrik Semb教授は、次のように述べています。ベータ細胞、またはダクト細胞を生成します。」
1型糖尿病と膵島細胞
インスリンは、細胞がブドウ糖を吸収し、それを使ってエネルギーを作るのを助けるホルモンです。
糖尿病は、体の血糖値が高すぎると発症します。これは、インスリンが不足しているため（1型糖尿病）、または細胞がインスリンを適切に使用できないため（2型糖尿病）に発生する可能性があります。
米国疾病予防管理センター（CDC）の2015年の数値は、米国の約3,030万人がその年に糖尿病を患っていたことを示唆しています。それらの約5％は1型糖尿病であり、毎日のインスリン治療が必要です。
1型糖尿病は、免疫系が膵臓のインスリン産生細胞を破壊すると発症します。
これらの細胞は、ランゲルハンス島と呼ばれるクラスターに存在し、ホルモンを作るいくつかのタイプの細胞が含まれています。インスリンを作るものはベータ細胞と呼ばれます。
最近の研究は、前駆細胞に焦点を合わせました。これらの未成熟細胞は、幹細胞の「初期の子孫」です。
幹細胞と同様に、前駆細胞は1つまたは複数の種類の細胞になることができます。しかし、幹細胞とは異なり、無期限に分裂や繁殖を続けることはできません。また、前駆細胞は、幹細胞よりも限られた範囲の細胞タイプに成熟する可能性があります。
前駆細胞は「絶えず」動いています
前駆細胞は静止していないため、研究が困難です。 「彼らは発達中の膵臓内を絶えず動き回っており、頻繁な環境変化を引き起こしています」とSemb教授は述べています。
彼はセルをマシン内で跳ね回るピンボールと比較します—それらの「最終スコアはピンの遭遇の合計に基づいています」。
各前駆細胞が他の細胞の干渉なしにその環境にどのように反応するかを調べるために、彼と彼の同僚は、ヒト幹細胞から開発された前駆細胞を取り、マトリックスタンパク質の微細パターンを含むスライドガラスに播種しました。
センブ教授は、研究者たちは彼らが発見したことに非常に驚いたと言います。
彼らは、細胞外マトリックスの成分との異なる相互作用が「前駆細胞内の機械的な力の状態」を変化させることを発見しました。
「これらの力は、細胞の外側にある細胞外マトリックスと、細胞の内側にあるアクチン細胞骨格との間の相互作用から生じます」と彼は付け加えます。
内分泌または管細胞？
さらなる実験の助けを借りて、チームは、細胞外マトリックス中のさまざまなタンパク質への曝露が、さまざまな方法で前駆細胞を運命に導くことを発見しました。
関与する力に応じて、前駆細胞は管細胞またはホルモン産生（内分泌）膵島細胞のいずれかになりました。
「実験は、細胞外マトリックスのラミニンへの曝露が、細胞内の機械的な力を減らすことによって、前駆細胞を内分泌の運命に向けて指示することを示しています」とSemb教授は説明します。
「逆に、フィブロネクチンへの曝露は、機械的な力の増加のために管の運命をもたらします」と彼は付け加えます。
「私たちの発見は、多能性前駆細胞が臓器形成中にどのように異なる細胞型に成熟するかを説明しているため、新しい境地を開拓します。」
ヘンリック・センブ教授
チームの調査結果は、幹細胞からインスリン産生細胞を作る治療法の開発に情報を提供するのに役立つはずです。
「現在の最先端の分化プロトコルでの作用機序がほとんど知られていない、経験的に導き出されたかなりの数の物質を、新たに同定されたメカノシグナル伝達経路の特定の成分を標的とする小分子阻害剤に置き換えることができます」とSemb教授コメント。
彼はまた、この研究は、1型糖尿病だけでなく、神経変性疾患などの他の重篤な状態に対しても、細胞置換治療の開発に役立つ可能性のある一連の精密工学ツールを提供したと付け加えています。
HelmholtzZentrumMünchenのビデオで、Semb教授は研究を要約し、未成熟膵臓細胞の運命を決定する際の細胞外マトリックスの影響力のある役割を説明しています。
