基因与干细胞研究助推糖尿病治疗

　　2009年2月19日，由苏格兰国际发展局和复旦大学主办、上海新生源医药研究有限公司和山东绿叶制药有限公司协办的中国-苏格兰糖尿病研究合作论坛在上海召开。来自中国和苏格兰的糖尿病专家在本次论坛上共同探讨了胚胎干细胞在糖尿病治疗中的应用、基因组科学的支持应用等目前国际糖尿病研究领域最前沿的的课题。

　　世界卫生组织统计显示，目前全球有超过2.4亿糖尿病病人。预计到2025年，糖尿病全球患病人数将超过3.8亿。作为一种非传染性疾病，糖尿病对人类健康和社会经济的威胁已经与第一大传染病艾滋病相当。由国际糖尿病联盟(IDF)公布的另一项数据指出，中国目前有5000万人罹患糖尿病，并且以每年10%的速度增长。按此速度，预计在2025年至2050年期间，中国的糖尿病发病率将超过10%，达到与发达国家相同的水平。

　　蛋白质转导结构域（PTD）是一类具有跨膜活性的、富含碱性氨基酸残基的肽段。PTDs作为载体能够携带外源大分子进入细胞和活体动物组织。因此，无论在基础分子生物学研究领域，还是在发展新型、高效、特异性强的治疗性药物及疫苗研究领域，PTDs都具有引人注目的应用前景。

　　复旦大学生命科学院副院长卢大儒博士开展的相关基础研究，引起了与会者的关注。他报告说，在对胰腺发育分化及成熟胰岛细胞增殖过程中起重要作用的转录因子Pdx1、Ngn3、NeuroD、Pax4和MafA进行研究时他发现，这些转录因子能够进入多种细胞系中。进而他对这些蛋白质转导结构域进行了分析，并根据已知蛋白质转导结构信息，构建、表达、纯化了一系列转录因子突变体与EGFP的融合蛋白质。进胞实验结果揭示了具体的蛋白质转导结构域(PTD)，而含有PTD-EGFP的融合蛋白质可以高效进入包括大鼠胰岛细胞在内的多种细胞。在进胞机制的研究中他发现，这些PTD首先黏附于细胞膜表面，而后主要通过巨胞饮作用进入细胞。EMSA及荧光素酶报告基因实验结果显示，跨膜后的胰腺转录因子仍然可以行使转录因子功能，即与其特异性结合序列结合，竞争性地抑制或激活相关基因的作用,如Pax4能够抑制Pax6的转录激活作用，将外源纯化的Pax4蛋白质加入Min6细胞，它能够保护细胞免于TNF-α引发的凋亡。转导进入大鼠胰岛细胞的Pax4蛋白质通过促进bcl-xL和c-myc基因表达，增加细胞存活率，延长胰岛细胞的体外培养时间。MafA蛋白质转导入大鼠小肠上皮细胞系IEC6细胞，能够促进其Insulin 2基因转录。利用细胞免疫荧光技术他们还检测到MafA实验组细胞表达胰岛素。糖尿病小鼠血糖在尾静脉注射MafA蛋白质24小时时降至正常水平。RT-PCR、Real-time荧光定量PCR实验结果表明，MafA能够诱导小肠组织胰岛素基因转录增加。组织免疫荧光结果显示注射MafA蛋白质后小肠绒毛间的上皮细胞中存在有胰岛素阳性细胞。

　　他的研究首次提出NeuroD、MafA和Pax家族蛋白具有蛋白质转导功能，并揭示了其PTD的跨膜转导机制，为今后胰岛细胞移植治疗和糖尿病的蛋白治疗提供了新的思路。

　　苏格兰凭借其世界一流的研究基地和顶尖的研究团队，在世界医学研究领域起着创新领头羊的作用，其细胞移植研究和基因组研究都是目前全球最前沿的糖尿病研究课题。

　　“胰岛移植被视为可能治愈糖尿病的方法。但是，捐献细胞组织的可及性限制了这种治疗方法的临床应用？？仅0.5%的糖尿病患者能够从胰岛移植中获益。”阿伯丁大学医学科学院教授凯文？多切蒂说。他领导的科研团队，主要研究胰岛生物学并着重研究转录因子对于胰岛基因表现和发展的控制。近些年来，他专注研究胚胎干细胞以及胚胎干细胞用于治疗糖尿病及其利用其作为一个模型系统来研究人类内分泌胰腺的发展。他指出，与皮肤和其他身体细胞不同，胰岛是分布在胰腺上的细胞群，不能在细胞培养皿中培养（增生扩散）。另一方面，干细胞能够在相当短的时间内迅速扩散，并同时保持转化成可分泌胰岛素的细胞的能力。干细胞分为两个大类：一类是胚胎干细胞，它可以增加人体内的所有细胞组织。另一类是成年干细胞，它在众多细胞组织中的数量较少，可以更换那些因磨损和破裂而损耗的细胞。“我们知道很多关于胚胎干细胞的信息，也了解它们是如何进入体内并形成可分泌胰岛素的细胞。但我们却对胰腺内的成年干细胞知之甚少。”凯文？多切蒂教授说，据预测，对胚胎干细胞的研究也可应用到这类罕有的成年细胞的净化、扩散和分化的研究中去。一个有希望的方法是，利用Ips技术，将成人Hes细胞分化为胰岛细胞。

　　苏格兰糖尿病集团主席、邓迪大学糖尿病医学教授安德鲁？莫里斯教授介绍，苏格兰在预防和管理糖尿病方面累积了相当的经验，通过促进高校、医学院和各类生命科学研究机构的合作，苏格兰的糖尿病研究在过去的几十年中得到了长足的发展。作为世界首屈一指的糖尿病研究基地，邓迪大学首先发现了胰岛素如何调节糖代谢，并凭借多项创新的糖尿病研究成果获得了众多研究基金，吸引了来自全球的一流研究人士，因而形成了创新研究的良性发展模式。

　　卢大儒博士在会后表示，糖尿病是一个世界性的健康难题，苏格兰和中国都面临着糖尿病蔓延的巨大挑战，这次论坛为双方创造了良好的沟通和交流平台。 医药网新闻