5.2.2 成体细胞来源的胰腺类器官
胰导管细胞是用于构建胰腺类器官的主要成体细胞类型。2013年,Hans Clevers团队通过类似小肠类器官培养方法,利用小鼠成体胰导管组织构建了胰腺类器官[17],并在后续的研究中,通过在添加TGF-β信号通路抑制剂、forskolin和prostaglandin E2,成功利用人成体胰导管组织构建了胰腺类器官[18]。然而,这些胰腺类器官均呈空心球状,结构和细胞组成相对简单。此外,其他研究团队也报道了利用分选的胰导管细胞亚群(CD24+/CD44+小鼠胰导管细胞、CA19-9+/CD51+人胰导管细胞和CD133+人或小鼠胰导管细胞等)构建胰腺类器官的尝试[19-21]。
成体胰腺腺泡细胞(acinar cells)也可用于胰腺类器官的构建,例如ALDH1+/Ecad1+的小鼠腺泡中央细胞可以在低吸附培养条件下形成具有实心球状结构的胰腺类器官[22]。此类胰腺类器官主要由腺泡细胞、内分泌细胞和少量的SOX9+细胞组成,并可传代和扩增。此外,Damian Wollny等人将基于细胞大小分选出的小鼠成体腺泡细胞包埋在Matrigel中成功构建了胰腺类器官;他们发现单细胞状态的单核(mononuclear)腺泡细胞和双核(binuclear)腺泡细胞均无法在Matrigel中扩增并形成克隆,只有单核腺泡细胞以细胞团状态培养时才能增殖并形成类器官,克隆形成效率为5%[23]。(https://www.daowen.com)
2020年,Daisong Wang等人通过对小鼠胰岛细胞(islet cells)进行单细胞转录组分析发现,小鼠胰岛内存在表达Procr+的胰岛干细胞;分选得到的Procr+胰岛细胞在体外与小鼠胰岛内皮细胞共培养时,能够形成可以长期扩增的胰岛类器官;体外诱导条件下,这些胰岛干细胞可进一步分化为包括β细胞在内的胰岛内分泌细胞,并可响应葡萄糖刺激分泌胰岛素;移植到1型糖尿病小鼠模型体内后,胰岛类器官可以使糖尿病小鼠的血糖恢复到正常水平[24]。这一发现挑战了长期以来的关于胰岛内不存在可分化为内分泌细胞的成体干细胞的固有观念,然而胰腺Procr+细胞的来源及其属性尚存在争议[25,26],并且人类胰岛中是否存在类似的成体干细胞有待进一步研究。