Scientists at the Gladstone Institu

Scientists at the Gladstone Institutes and the University of California, San Francisco (UCSF) have successfully converted human skin cells into fully-functional pancreatic cells. The new cells produced insulin in response to changes in glucose levels, and, when transplanted into mice, the cells protected the animals from developing diabetes in a mouse model of the disease.

The new study, published in Nature Communications, also presents significant advancements in cellular reprogramming technology, which will allow scientists to efficiently scale up pancreatic cell production and manufacture trillions of the target cells in a step-wise, controlled manner. This accomplishment opens the door for disease modeling and drug screening and brings personalized cell therapy a step closer for patients with diabetes.

"Our results demonstrate for the first time that human adult skin cells can be used to efficiently and rapidly generate functional pancreatic cells that behave similar to human beta cells," says Matthias Hebrok, PhD, director of the Diabetes Center at UCSF and a co-senior author on the study. "This finding opens up the opportunity for the analysis of patient-specific pancreatic beta cell properties and the optimization of cell therapy approaches."

In the study, the scientists first used pharmaceutical and genetic molecules to reprogram skin cells into endoderm progenitor cells--early developmental cells that have already been designated to mature into one of a number of different types of organs. With this method, the cells don't have to be taken all the way back to a pluripotent stem cell state, meaning the scientists can turn them into pancreatic cells faster. The researchers have used a similar procedure previously to create heart, brain, and liver cells.

After another four molecules were added, the endoderm cells divided rapidly, allowing more than a trillion-fold expansion. Critically, the cells did not display any evidence of tumor formation, and they maintained their identity as early organ-specific cells.

The scientists then progressed these endoderm cells two more steps, first into pancreatic precursor cells, and then into fully-functional pancreatic beta cells. Most importantly, these cells protected mice from developing diabetes in a model of disease, having the critical ability to produce insulin in response to changes in glucose levels.

"This study represents the first successful creation of human insulin-producing pancreatic beta cells using a direct cellular reprogramming method," says first author Saiyong Zhu, PhD, a postdoctoral researcher at the Gladstone Institute of Cardiovascular Disease. "The final step was the most unique--and the most difficult--as molecules had not previously been identified that could take reprogrammed cells the final step to functional pancreatic cells in a dish."

Sheng Ding, PhD, a senior investigator in the Roddenberry Stem Cell Center at Gladstone and co-senior author on the study, adds, "This new cellular reprogramming and expansion paradigm is more sustainable and scalable than previous methods. Using this approach, cell production can be massively increased while maintaining quality control at multiple steps. This development ensures much greater regulation in the manufacturing process of new cells. Now we can generate virtually unlimited numbers of patient-matched insulin-producing pancreatic cells.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

นักวิทยาศาสตร์ที่สถาบันแกลดสโตนมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย San Francisco (UCSF) สำเร็จแปลงเซลล์ผิวหนังมนุษย์เป็นเซลล์ตับอ่อนงาน เซลล์ใหม่ที่ผลิตอินซูลินในการตอบสนองกับการเปลี่ยนแปลงระดับน้ำตาล และ เมื่อ transplanted เป็นหนู เซลล์ป้องกันสัตว์จากการพัฒนาโรคเบาหวานในรูปแบบเมาส์ของโรคการศึกษาใหม่ เผยแพร่ในลักษณะการสื่อสาร แสดงก้าวหน้าสำคัญในเซล reprogramming เทคโนโลยี ซึ่งจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์มีประสิทธิภาพปรับเซลล์ตับอ่อนผลิต และผลิต trillions ของเซลล์เป้าหมายได้อย่าง step-wise ควบคุม ยัง ความสำเร็จนี้เปิดประตูโมเดลโรคและตรวจยาเสพติด และนำขั้นตอนใกล้เป็นเซลล์บำบัดสำหรับผู้ป่วยที่มีโรคเบาหวาน"ผลของเราแสดงเป็นครั้งแรกที่สามารถใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และรวดเร็วสร้างเซลล์ของตับอ่อนทำงานที่ทำงานคล้ายกับมนุษย์เบต้าเซลล์ เซลล์ผิวมนุษย์ผู้ใหญ่" ว่า Matthias Hebrok ดร. ผู้อำนวยการศูนย์โรคเบาหวานที่ UCSF และผู้เขียนอาวุโสร่วมในการศึกษา "ค้นหานี้เปิดโอกาสวิเคราะห์คุณสมบัติเฉพาะของผู้ป่วยตับอ่อนเบต้าเซลล์และการเพิ่มประสิทธิภาพของวิธีเซลล์บำบัด"ในการศึกษา นักวิทยาศาสตร์ที่ก่อนใช้ยา และพันธุกรรมโมเลกุล reprogram เซลล์ผิวเป็นเอนโดเดิร์ม progenitor เซลล์ - เซลล์พัฒนาช่วงที่มีการกำหนดให้ผู้ใหญ่เป็นจำนวนแตกต่างกันของอวัยวะอย่างใดอย่างหนึ่ง ด้วยวิธีนี้ เซลล์ไม่มีการนำทางกลับสู่สภาวะเซลล์ต้นกำเนิด pluripotent หมายถึง นักวิทยาศาสตร์ที่สามารถเปลี่ยนให้เป็นเซลล์ตับอ่อนเร็วขึ้น นักวิจัยได้ใช้ขั้นตอนที่คล้ายคลึงกันก่อนหน้านี้ สร้างหัวใจ สมอง เซลล์ตับหลังจากมีเพิ่มโมเลกุลอื่นสี่ เซลล์เอนโดเดิร์มแบ่งออกอย่างรวดเร็ว ให้ขยาย trillion-fold มากกว่ากัน เหลือ เซลล์ไม่ได้แสดงหลักฐานใด ๆ ของการก่อตัวของเนื้องอก และพวกเขารักษาตัวเป็นต้นเฉพาะอวัยวะเซลล์นักวิทยาศาสตร์ที่แล้วหน้าไปเพียงใดเหล่านี้เซลล์เอนโดเดิร์มสองขั้นตอนเพิ่มเติม แรก เป็นสารตั้งต้นที่ตับอ่อนเซลล์ แล้ว เป็นเบต้าเซลล์ตับอ่อนงาน สำคัญที่สุด เซลล์เหล่านี้ป้องกันหนูจากการพัฒนาโรคเบาหวานในรูปแบบของโรค มีความสำคัญในการผลิตอินซูลินในการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำตาลใน"การศึกษานี้แสดงถึงการสร้างประสบความสำเร็จครั้งแรกของมนุษย์ผลิตอินซูลินตับอ่อนเบต้าเซลล์โดยใช้มือถือโดยตรงที่ reprogramming วิธี กล่าวว่า ผู้เขียนแรก Saiyong ซู ดร. นักวิจัยนักที่ในแกลดสโตนสถาบันของโรคหลอดเลือดหัวใจ "ขั้นตอนสุดท้ายถูกสุดไม่ซ้ำกัน - และยากที่สุด - เป็นโมเลกุลได้ไม่ระบุไว้ก่อนหน้านี้แล้วซึ่งสามารถใช้เซลล์ reprogrammed ขั้นตอนสุดท้ายเซลล์ตับอ่อนทำงานในจานได้"Sheng ดิง ปริญญาเอก นักสืบที่อาวุโสใน Roddenberry เซลล์ต้นกำเนิดในแกลดสโตนและอาวุโสร่วมผู้เขียนในการศึกษา เพิ่ม "นี้เซล reprogramming และขยายกระบวนทัศน์ใหม่ได้อย่างยั่งยืนมากขึ้น และปรับขนาดได้มากกว่าวิธีการก่อนหน้านี้ ใช้วิธีการนี้ ผลิตเซลล์สามารถมีอย่างหนาแน่นเพิ่มในขณะที่รักษาคุณภาพที่หลายขั้นตอน พัฒนานี้ใจมากควบคุมมากขึ้นในกระบวนการผลิตเซลล์ใหม่ ตอนนี้ เราสามารถสร้างไม่จำกัดจำนวนผู้ป่วยจับคู่ผลิตอินซูลินตับอ่อนเซลล์

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

นักวิทยาศาสตร์ที่สถาบันแกลดสโตนและมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานฟรานซิส (UCSF) ได้ประสบความสำเร็จในการแปลงเซลล์ผิวหนังของมนุษย์เข้าสู่เซลล์ตับอ่อนทำงานอย่างเต็มที่ เซลล์ใหม่ที่ผลิตอินซูลินในการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงในระดับน้ำตาลและเมื่อปลูกถ่ายลงในหนูเซลล์ป้องกันสัตว์จากการเป็นโรคเบาหวานในรูปแบบเมาส์ของโรค. การศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ในการสื่อสารธรรมชาติ, ยังนำเสนอความก้าวหน้าที่สำคัญในการ เทคโนโลยี reprogramming โทรศัพท์มือถือซึ่งจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพระดับขึ้นการผลิตเซลล์ตับอ่อนและผลิตล้านล้านเซลล์เป้าหมายในขั้นตอนฉลาดลักษณะที่ควบคุม ความสำเร็จนี้จะเปิดประตูสำหรับการสร้างแบบจำลองการเกิดโรคและการคัดกรองยาเสพติดและนำการรักษาด้วยเซลล์ส่วนบุคคลขั้นตอนที่ใกล้ชิดกับผู้ป่วยที่เป็นโรคเบาหวาน. "ผลของเราแสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกว่าเซลล์ผิวที่ผู้ใหญ่ของมนุษย์สามารถนำมาใช้อย่างมีประสิทธิภาพรวดเร็วและสร้างเซลล์ตับอ่อนทำงานที่มีลักษณะการทำงาน คล้ายกับเบต้าเซลล์ของมนุษย์ "แมทเธีย Hebrok, PhD, ผู้อำนวยการศูนย์โรคเบาหวานที่ UCSF และผู้เขียนร่วมในการศึกษาระดับสูงกล่าวว่า ". การค้นพบนี้จะเปิดโอกาสสำหรับการวิเคราะห์ของผู้ป่วยเฉพาะคุณสมบัติเบต้าเซลล์ของตับอ่อนและการเพิ่มประสิทธิภาพของวิธีการรักษาด้วยเซลล์ที่" ในการศึกษานักวิทยาศาสตร์ครั้งแรกที่ใช้ยาและโมเลกุลทางพันธุกรรมเพื่อ reprogram เซลล์ผิวเข้าสู่เซลล์ต้นกำเนิด endoderm - ต้น การพัฒนาเซลล์ที่ได้รับการกำหนดให้เป็นผู้ใหญ่เป็นหนึ่งในจำนวนชนิดที่แตกต่างกันของอวัยวะ ด้วยวิธีนี้เซลล์ไม่ได้จะต้องดำเนินการตลอดทางกลับไปยังรัฐที่เซลล์ต้นกำเนิด pluripotent หมายความว่านักวิทยาศาสตร์สามารถเปิดให้เป็นเซลล์ตับอ่อนได้เร็วขึ้น นักวิจัยได้ใช้ขั้นตอนที่คล้ายกันก่อนหน้านี้ในการสร้างหัวใจสมองและเซลล์ตับ. หลังจากนั้นอีกสี่โมเลกุลถูกเพิ่มเซลล์ endoderm แบ่งออกอย่างรวดเร็วช่วยให้มากกว่าการขยายตัวล้านล้านเท่า วิกฤตเซลล์ไม่ได้แสดงหลักฐานของการก่อเนื้องอกใด ๆ และพวกเขาเก็บรักษาไว้เป็นตัวตนของพวกเขาเป็นเซลล์ของอวัยวะแต่ละต้น. นักวิทยาศาสตร์แล้วความก้าวหน้าเหล่านี้เซลล์ endoderm สองขั้นตอนมากขึ้นครั้งแรกในเซลล์สารตั้งต้นตับอ่อนและจากนั้นเข้าสู่รุ่นเบต้าตับอ่อนทำงานอย่างเต็มที่ เซลล์ สิ่งสำคัญที่สุดคือเซลล์เหล่านี้ได้รับการป้องกันหนูจากการพัฒนาโรคเบาหวานในรูปแบบของโรคที่มีความสามารถที่สำคัญในการผลิตอินซูลินในการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงในระดับน้ำตาล. "การศึกษาครั้งนี้แสดงให้เห็นถึงการสร้างที่ประสบความสำเร็จครั้งแรกของอินซูลินที่ผลิตมนุษย์เบต้าเซลล์ของตับอ่อนใช้โดยตรง วิธี reprogramming โทรศัพท์มือถือกล่าวว่า "ครั้งแรกที่ผู้เขียน Saiyong จู้, PhD, นักวิจัยหลังปริญญาเอกที่สถาบันแกลดสโตนโรคหัวใจและหลอดเลือด "ขั้นตอนสุดท้ายคือการที่ไม่ซ้ำกันมากที่สุด - และที่ยากที่สุด -. เป็นโมเลกุลที่ไม่เคยได้รับก่อนหน้านี้ที่ระบุว่าอาจจะใช้เซลล์ปรับผังขั้นตอนสุดท้ายไปยังเซลล์ตับอ่อนทำงานในจาน" Sheng Ding, PhD, ผู้ตรวจสอบอาวุโสใน เด็นต้นกำเนิดศูนย์เซลล์ที่แกลดสโตนและผู้เขียนร่วมระดับสูงเกี่ยวกับการศึกษา, เพิ่ม "นี่ reprogramming โทรศัพท์มือถือใหม่และกระบวนทัศน์การขยายตัวมากขึ้นอย่างยั่งยืนและสามารถปรับขยายได้มากกว่าวิธีการก่อนหน้า. โดยใช้วิธีการนี้การผลิตมือถือจะเพิ่มขึ้นอย่างหนาแน่นขณะที่ยังคงการควบคุมคุณภาพที่หลาย ๆ ขั้นตอน. การพัฒนากฎระเบียบเพื่อให้มั่นใจมากขึ้นในกระบวนการผลิตเซลล์ใหม่. ตอนนี้เราสามารถสร้างตัวเลขแทบไม่ จำกัด ของผู้ป่วยที่จับคู่อินซูลินที่ผลิตเซลล์ตับอ่อน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

นักวิทยาศาสตร์ที่สถาบันแกลดสโตน และ มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานฟรานซิสโก ( UCSF ) ได้แปลงเป็นมนุษย์ผิวเซลล์ในตับอ่อนหน้าที่เต็มเซลล์ ใหม่เซลล์ผลิตอินซูลินในการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงในระดับกลูโคส และ เมื่อปลูกถ่ายในหนูที่ เซลล์ ป้องกันสัตว์จากการพัฒนาโรคเบาหวานในเมาส์รูปแบบของโรค

การศึกษาใหม่ตีพิมพ์ในการสื่อสารธรรมชาตินำเสนอความก้าวหน้าของเซลล์ reprogramming สำคัญในเทคโนโลยีซึ่งจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเพิ่มการผลิตเซลล์ตับอ่อนและการผลิตล้านล้านเซลล์เป้าหมายในขั้นปัญญา ลักษณะที่ควบคุมความสำเร็จนี้เปิดประตูสำหรับการคัดกรองโรค และนำยาแบบส่วนบุคคลเซลล์บำบัดขั้นตอนที่ใกล้ชิดกับผู้ป่วยโรคเบาหวาน

" ผลของเราแสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกว่าเซลล์ผิวหนังมนุษย์ผู้ใหญ่สามารถใช้อย่างมีประสิทธิภาพและสร้างเซลล์ตับอ่อนที่ทำอย่างรวดเร็ว การทำงานคล้ายกับเซลล์เบต้าของมนุษย์ว่า " มัทธีอัส hebrok , PhD ,ผู้อำนวยการของศูนย์โรคเบาหวานที่ UCSF และ Co อาวุโสผู้เขียนในการศึกษา " การค้นพบนี้เปิดโอกาสสำหรับการวิเคราะห์ของผู้ป่วยโดยเฉพาะตับอ่อนเบต้าเซลล์ คุณสมบัติ และการเพิ่มประสิทธิภาพของวิธีการเซลล์บำบัด "

ในการศึกษานักวิทยาศาสตร์คนแรกที่ใช้ยาและพันธุศาสตร์โมเลกุลเพื่อ reprogram เซลล์ผิวหนังเป็นเอนโดเดิร์มเซลล์ต้นกำเนิด -- ก่อนการพัฒนาเซลล์ที่ได้รับมอบหมายเพื่อผู้ใหญ่เป็นหนึ่งของชนิดต่างๆ ของอวัยวะ ด้วยวิธีนี้ , เซลล์ไม่ต้องถ่ายมาเป็นพลูริโพเทนท์สเต็มเซลล์ของรัฐหมายถึง นักวิทยาศาสตร์สามารถเปิดเข้าไปในตับอ่อนเซลล์ได้เร็วขึ้น นักวิจัยได้ใช้กระบวนการคล้ายคลึงกันก่อนหน้านี้ เพื่อ สร้าง หัวใจ สมอง และตับ เซลล์

หลังจากเพิ่มอีก 4 โมเลกุล เซลล์ที่แบ่งตัวริ้นอย่างรวดเร็ว ให้มากกว่าล้านล้านเท่าของการ วิกฤต , เซลล์ไม่แสดงหลักฐานของการเกิดเนื้องอกและพวกเขายังคงเอกลักษณ์ของพวกเขาเป็นเซลล์เฉพาะอวัยวะก่อน

นักวิทยาศาสตร์แล้วความก้าวหน้าเซลล์แบล็กเบอร์รีเหล่านี้สองขั้นตอนแรกเป็นสารตั้งต้นเซลล์ตับอ่อน และในการทำงานอย่างเต็มที่ตับอ่อนเบต้าเซลล์ ที่สำคัญที่สุดคือ เซลล์เหล่านี้ป้องกันหนูจากการพัฒนาโรคเบาหวานในรูปแบบของโรคมีความสามารถในการผลิตอินซูลินในการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงในระดับกลูโคส

" การศึกษานี้แสดงถึงการสร้างที่ประสบความสำเร็จครั้งแรกของมนุษย์ผลิตอินซูลินตับอ่อนเบต้าเซลล์ โดยใช้เซลล์โดยตรงวิธี reprogramming " ว่าก่อนเขียน saiyong Zhu , ปริญญาเอก , วิจัย Postdoctoral ที่แกลดสโตนสถาบันโรคหัวใจ ." ขั้นตอนสุดท้ายคือที่ไม่ซ้ำกันมากที่สุด . . . และเป็นเรื่องยากที่สุด -- เป็นโมเลกุลได้ก่อนหน้านี้ถูกระบุว่าสามารถใช้รีโปรแกรมเซลล์ในขั้นตอนสุดท้ายเพื่อการทำงานของตับอ่อนเซลล์ในจาน "

Sheng Ding , ปริญญาเอก , ผู้ตรวจสอบอาวุโสในร็ เด็นเบอรี่สเต็มเซลล์ศูนย์ในแกลดสโตน และผู้เขียนอาวุโสร่วมในการศึกษา เพิ่ม" นี้ใหม่และการขยายตัวของเซลล์ reprogramming กระบวนทัศน์มากขึ้นอย่างยั่งยืนและยืดหยุ่นกว่าวิธีการเดิม การใช้วิธีการนี้ การผลิตเซลล์สามารถอย่างหนาแน่นเพิ่มขึ้นในขณะที่การรักษาคุณภาพในขั้นตอนหลาย การพัฒนานี้ช่วยให้มั่นใจมากขึ้นการควบคุมในกระบวนการผลิตเซลล์ใหม่ตอนนี้เราสามารถสร้างแทบไม่ จำกัด จำนวนของผู้ป่วยจับคู่ผลิตอินซูลินตับอ่อนเซลล์