成体干细胞转分化为胰岛素分泌细胞

成体干细胞存在于成人各种组织中，具有自我更新能力，是一种可分化为一种或多种成熟功能细胞的不成熟细胞。平时成体干细胞处于静止或分裂很慢的状态，在组织损伤时被激活，通过修复损伤维持机体的稳定。

（一）胰腺中的成体干细胞分化为胰岛素分泌细胞

胰腺由两个独特的部分组成：外分泌部分和内分泌部分，各自具有独特的形态与功能。谱系追踪研究表明，所有成熟的胰腺细胞都是由PDX1+/PTF1A+祖细胞发展而来的。在成人动物和人类胰腺中存在可检测到的胰腺干细胞，这些细胞又是如何参与 β 细胞的再生仍是个未解之谜。该假设最初得到了胰腺导管结扎后成年啮齿动物胰腺导管新生的组织学观察的支持。但是，遗传谱系追踪研究表明，在成年期或损伤后这些细胞内分泌再生没有贡献，其主要机制是仅由原本存在的 β 细胞增强复制。早在2007年，Xu等人的一项研究提供了支持证据，在该研究中，NGN3+（最早的胰岛细胞特异性转录因子）内分泌前体出现在小鼠PDL后的导管内膜中，并产生了各种类型的胰岛细胞，包括葡萄糖反应性 β 细胞。此外，在 α 细胞向 β 细胞转化的重编程的实验中也报道了增殖增加和异位NGN3+胰腺祖细胞。总而言之，成年后是否存在成人胰腺干细胞尚不清楚。单细胞RNA测序的最新进展有望绘制动物和人类胰腺在成体寿命期间或损伤后基因表达的动态变化，构建胰腺/胰岛细胞的分化轨迹，并阐明β细胞再生的机制。

胰管上皮细胞和胰腺 β 细胞都来源于相同的胚胎前体，从理论上来讲，胰管上皮细胞具有产生β细胞的潜力。在成人胰腺再生过程中，β细胞出芽或导管上皮产生新的胰岛曾经被报道。在那之后，研究人员设计将胰腺导管细胞重新编程为 β 细胞。Ramiya等人从糖尿病前期成年非肥胖糖尿病（NOD）小鼠中分离胰管上皮细胞，并在体外培养，形成了包含α、β和δ细胞的胰岛样簇。随后，糖尿病NOD小鼠的血糖水平在7天内从400 mg/dL降至180-220 mg/dL。此外，Bonner-Weir等人证明，在基于Matrigel的3D体外培养系统中，胰腺导管上皮可以扩增并进一步分化为有功能的胰岛组织。进一步研究表明， CK19+非内分泌胰腺上皮细胞在体外可分化为β细胞。(https://www.daowen.com)

在过去的20年间，人们一直试图优化从胰管来源的干细胞中生成IPCs的方案。由于CA19-9和CD133被鉴定为胰腺导管来源干细胞的特异性膜蛋白，因此从成人胰腺中纯化这些细胞变得更加容易。已有研究表明，多种生长因子（如bFGF、KGF和EGF）有利于人胰管来源干细胞的增殖和分化。通常，上皮细胞在体外显示有限的有丝分裂活性。Corritore等人开发了一种分化方案，从胰腺中分离的人胰管细胞进行上皮间质转化，以实现表型改变，并让它们广泛增殖。这些细胞在体外增殖后，胰管源性细胞分化为具有大量特异性标记物表达和胰岛素分泌的IPCs。2016年张清等人报道，糖尿病小鼠持续给予胃泌素和EGFs可以加速SOX9+导管细胞向IPCs的转分化，从而维持血糖稳态。

（二）肝干细胞分化为胰岛素分泌细胞

肝和胰腺起源于原始前肠上部内胚层的附属物。器官发生过程中肝脏和胰腺的分离使得两个组织都具有能够产生肝脏和胰腺细胞谱系的多能细胞。人们依据肝脏和胰腺的共同胚胎起源提出了有趣的猜测，即有可能将肝细胞转化为胰腺内分泌细胞。一些研究表明，成人或胎儿肝细胞和胆管上皮细胞能够通过诱导内分泌胰腺特异性转录因子的表达而重新编程为IPCs。研究数据显示，这些肝细胞来源的IPCs可以改善糖尿病小鼠的高血糖。然而，肝胰腺重编程效率仍然很低，获得的IPCs可能是未成熟的β样细胞。此外，Herrera等人分离了一批人肝干细胞（HLSCs）并对其进行了特征分析。HLSCs既表达间充质基质细胞，也表达未成熟肝细胞标记物。此外，表达巢蛋白和波形蛋白的HLSCs能够分化为多种细胞系，包括上皮细胞、内皮细胞、成骨细胞和胰岛样细胞。后来，Navarro-Tableros等证实HLS-ILS细胞表达β细胞转录因子，如NKX6.1、NKX6.3、MAFA等，并通过释放C肽对葡萄糖负荷作出反应。移植后，糖尿病性SCID小鼠的高血糖迅速逆转。这些数据表明，人造血干细胞可能是一种新的、潜在的以干细胞为基础的糖尿病治疗资源。此外，还有研究表明鼠的脾脏细胞、皮肤原性多潜能干细胞、肠上皮细胞、神经干细胞均可以分化为胰岛样细胞。这些研究增加了可分化为胰岛样簇细胞的成体干细胞来源。