2016 年 4 月 12 日
研究者らは、ディッシュ内で糖に反応してインスリンを放出する効果的な細胞を作るための分子スイッチを発見し、糖尿病治療に希望をもたらす
研究者らは、ディッシュ内で糖に反応してインスリンを放出する効果的な細胞を作るための分子スイッチを発見し、糖尿病治療に希望をもたらす
【ラホーヤ】ソークの科学者らは、糖尿病患者のための代替細胞を作成する取り組みにおいて長年の問題を解決した。 研究チームは、スイッチを入れると膵臓細胞がグルコースに反応するようパワーアップする隠されたエネルギースイッチを発見したが、このステップはこれまでの研究では避けられていた。 その結果、実験室で生成された何億ものヒトベータ細胞が生成され、症状を和らげることができます。 糖尿病 マウスで。
1年以上にわたり、世界中の科学者は、小児の免疫破壊(2型糖尿病)や成人の肥満関連糖尿病(XNUMX型糖尿病)に関連する機能不全に陥った膵臓ベータ細胞を置き換えることに努めてきました。 培養皿で作られた細胞はインスリンを生成できましたが、反応が鈍かったり、単にグルコースに反応できなかったりしました。
「私たちは、丈夫で機能的なヒトのベータ細胞を生成するために必要なエネルギースイッチが欠けていることを発見しました。これにより、この発見がヒトの糖尿病の実行可能な治療法に変わる可能性があります。」と彼は言います。 ロナルド・エヴァンス、共同上級著者であり、ソークの遺伝子発現研究所の所長。 新作が掲載されました 細胞代謝 4月12、2016に。
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クレジット:Salk Institute
ソーク技術は、患者の皮膚などの組織を膵臓などの他の種類の細胞に再プログラムする幹細胞技術である人工多能性細胞 (iPSC) から始まります。 このステップにより、インスリンを産生しますが、まだ機能していないプレベータ細胞が生成されます。 いくつかの研究グループがこの岐路に達しましたが、機能細胞への道は明確ではありませんでした。
「膵臓のベータ細胞が効果的に働くためには、グルコースに反応することと、インスリンを生成することのXNUMXつのことができなければなりません」と、ハワード・ヒューズ医学研究所の研究員であり、分子発生生物学のマーチ・オブ・ダイムズの議長でもあるエヴァンス氏は言う。 「これまで、人間の患者から両方の機能を備えた膵臓細胞を作る方法を発見できた人は誰もいませんでした。」
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ソークチームはベータ細胞の基本生物学を詳しく研究し、転写因子と呼ばれる、スイッチはオフになっているが完全に機能する状態への移行を制御している可能性があるいくつかの分子スイッチを発見した。 ソーク研究チームは、その「秘密のソース」が、エバンスの研究室が細胞シグナル伝達における役割について長年研究してきた特定のスイッチのXNUMXつであることを発見した。 ERR-ガンマと呼ばれるこのタンパク質スイッチは、グルコースに反応してそれに応じてインスリンを放出できるようになったサイレントベータ様細胞を目覚めさせるのに重要であることが判明した。
「この進歩により、現在利用可能な治療法よりもインスリン反応がより良く制御されるようになるでしょう」と、共同上級著者でソークの上級スタッフ科学者であるマイケル・ダウンズ氏は言う。 「これまで、ベータ細胞の成熟プロセスについては何も知られていませんでした。 私たちはそのブラックボックスを覗いたので、何が起こっているのかが分かりました。」 同氏は、このチームの技術は、患者に遺伝的に適合する移植可能なヒト膵臓ベータ細胞を培養皿で作製する簡単、迅速、安価な方法であると付け加えた。
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「シャーレ内の糖尿病前ベータ細胞にERR-ガンマを添加したところ、グルコース応答性のベータ様細胞の作成に成功しました」と、論文の筆頭著者でソーク研究員の吉原英治氏は言う。 「そして、動物からERR-ガンマを除去すると、グルコース反応がなくなり、この因子がベータ細胞の成熟のマスター調節因子であることが証明されました。」
しかし、これらのベータ細胞は糖尿病をうまく治療できるのでしょうか? ソークの研究者らは、実際に、成熟ベータ細胞を1型糖尿病マウスに移植すると、その処置によりすぐに糖尿病が回復することを発見した。 「これが診療所で起こることを反映しているといいのですが、糖尿病と診断された人はこの治療を受ける可能性があるのです」とエヴァンス氏は言う。 「これは、皿の中の細胞が準備ができていることを示唆しているので、とても興味深いです。」
研究者らは、今後数年以内に人体での臨床試験に移行したいと考えている。
この論文の他の著者は、ソーク研究所の Zong Wei、Chun Shi Lin、Sungsoon Fang、Maryam Ahmadian、Yasuyuki Kida、Tiffany Tseng、Yang Dai、Ruth T. Yu、Annette R. Atkins です。 そしてシドニー大学のクリストファー・リドル氏。
この作品を支援したのは、 国立衛生研究所 グレン医学研究財団 レオナM.とハリーB.ヘルムズリー慈善信託、イプセン/バイオメジャー、 カリフォルニア再生医療研究所 (CIRM)、 エリソン医療財団、そしてスティーブン・カーシュとスティーブン・アルトマンとリサ・アルトマンからの贈り物による。
膵臓ベータ細胞とは何ですか?
これらは、血糖値を検出し、血液中の糖が細胞に移動するのを助けるホルモンであるインスリンを生成するために膵臓によって作成される細胞です。 膵臓のベータ細胞が欠損しているか、正しく機能していない場合、糖尿病が発生します。
この発見は他の開発とどう違うのでしょうか?
ロナルド・エバンスの研究室のソークの科学者たちは、糖尿病患者向けに個別化された機能的なベータ細胞を開発する上での重大なハードルを克服する単一の遺伝子を発見した。 この発見は、患者由来の組織を使用して、完全に機能する成熟したベータ細胞を培養皿内で増殖させる初めての発見である。
この治療法が人間に利用できるようになるのはいつですか?
ソークの研究者らはマウス研究を完了し、現在、臨床試験に移行する前に安全性と有効性をテストするための業界パートナーと資金提供を求めている。 詳細については、以下にお問い合わせください。 communication@salk.edu.
お住まいの地域でどのような関連臨床試験が行われているかを確認するには、次のサイトにアクセスしてください。 www.clinicaltrials.gov.
ジャーナル
細胞代謝
作者
吉原英治、ゾン・ウェイ、チュン・シー・リン、ソンスン・ファン、マリアム・アフマディアン、木田康之、ティファニー・ツェン、ヤン・ダイ、ルース・T・ユー、クリストファー・リドル、アネット・R・アトキンス、マイケル・ダウンズ、ロナルド・M・エヴァンス
通信局
電話:(858)453-4100
press@salk.edu
生命そのものの秘密を解き明かすことが、ソーク研究所の原動力です。 受賞歴のある世界クラスの科学者からなる当社のチームは、神経科学、がん研究、老化、免疫生物学、植物生物学、計算生物学などの分野で知識の限界を押し広げています。 最初の安全で効果的なポリオ ワクチンの開発者であるジョナス ソークによって設立されたこの研究所は、独立した非営利研究組織であり、建築上のランドマークでもあります。選択により小規模で、本質的に親密で、どんな困難にも恐れることはありません。