科学家们使用改良的血液干细胞在小鼠模型中逆转糖尿病

波士顿儿童医院的研究人员已经成功地在小鼠模型中逆转了1型糖尿病，通过注入经过预处理的血液干细胞来产生更多的一种叫做PD-L1的蛋白质，这种蛋白质在患有1型糖尿病的小鼠(和人类)中缺乏。这些细胞抑制了小鼠和人类细胞的自身免疫反应，逆转了糖尿病小鼠的高血糖。

调查结果今天出版科学转化医学。“当你注射这些细胞时，免疫系统真的会重塑，”波士顿儿童医院的医学博士、该研究的高级研究员保罗·菲奥莉娜(Paolo Fiorina)说。

研究表明，经过处理的干细胞老鼠它是胰岛细胞产生的地方。几乎所有的老鼠都被治好了糖尿病短期内，三分之一保持正常血糖水平在他们的生活期间。治疗是通过基因治疗或预治疗刺激PD-L1的产生是否有效小分子。

PD-L1的力量

以前的研究已经尝试使用免疫治疗1型糖尿病，旨在抑制对身体的自身免疫攻击胰岛细胞。这些尝试都失败了，部分原因是治疗方法没有针对糖尿病。自体骨髓移植——给病人注入自己的骨髓血液干细胞重新启动免疫系统 - 帮助了一些患者，但并非全部。

“造血干细胞具有免疫调节能力，但似乎在患有糖尿病的小鼠和人类身上，这些能力受到了损害，”Fiorina在波士顿儿童肾内科说。“我们发现，在糖尿病中，血液干细胞是有缺陷的，促进炎症，并可能导致疾病的发生。”

由菲奥莉娜和第一作者穆菲达·本·纳斯尔博士(同样是波士顿儿童医院的)领导的一个研究小组开始分析血液干细胞的转录组，以找出细胞正在制造什么蛋白质。

使用基因表达微阵列，他们发现，遗传调节因子（MicroRNAS）控制PD-L1的生产的网络在血液干细胞中改变糖尿病小鼠和人类。这就阻止了PD-L1的产生，甚至在疾病早期也是如此。

他们进一步表明，PD-L1在1型糖尿病的背景下具有效率的抗炎作用。

PD-L1被称为免疫“检查点”分子。它与炎症t细胞上的PD-1受体(抑制性程序性死亡1)结合，这些t细胞被激活，导致自身免疫反应。这会导致t细胞死亡或变得无力(或不活动)。

当Fiorina，Ben Nasr和同事将PD-L1的健康基因引入干细胞时，使用无害的病毒作为载体，处理的细胞在小鼠中逆转糖尿病。Fiorina及其同事还发现它们可以通过用三个小分子的“鸡尾酒”治疗细胞来达到相同的效果：干扰素β，干扰素γ和聚键蛋白 - 多环酸。

“我们认为PD-L1缺乏的解决可能为这种疾病提供新的治疗工具，”本NASR说。

未来发展方向

还需要进一步的研究来确定细胞疗法的效果持续多久以及需要多久进行一次治疗。“这种方法的美妙之处在于几乎没有任何副作用，因为它使用的是患者自己的细胞，“Fiorina说。

在与Fate Therapeutics(圣地亚哥，加州)的科学家的合作中，Fiorina和他的同事们正在致力于优化用于调节造血干细胞。该团队已完成与美国食品和药物管理局的预调查新药物（IND）会面，以支持1型糖尿病患者的临床试验。

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