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《显微镜下》与克里斯·弗雷克博士合作。


在过去的几年里,糖尿病研究所已经展示了细胞替代疗法在恢复胰岛素功能新万博新版3.0方面的非凡潜力。虽然已经取得了重大进展,但正在寻求的方法之一胰岛移植仍然是一个实验性程序,我们正在努力克服限制其广泛使用的其余挑战。

主要的挑战之一是确定身体中移植细胞的新部位,因为肝脏不再被认为是一个最佳的环境。我们在DRI的目标是找出与胰腺自然环境相似的部位,为移植的胰岛素生产细胞提供最佳的长期生存机会。氧气的可用性将是创造一个优化的场所的关键;胰岛只占整个胰腺的1- 2%,但却消耗了整个器官近25%的氧气。

在DRI,我们正在开发向胰岛提供氧气水平的方法。我们还测试了几种策略,以更有效地将重要氧水水平提供给干细胞,因为它们成熟成胰岛素的细胞。实现所需的氧气量在我们恢复天然胰岛素生产的努力中至关重要。

这项工作的核心是克里斯Fraker博士她是糖尿病研究所的外科和细胞移植研究助理教授,曾领导过许多前沿项目,旨在治疗职业和个人原因的糖尿病。新万博新版3.0万博手机版网页登陆

对你来说,这份工作是私人恩怨,不是吗?

是的。我在16岁生日那天被诊断出患有1型糖尿病。26年后的今天,我开始出现轻微的并发症,我的孩子们也有这种疾病的标记。所以,你可以想象,我很想找到治愈方法。

你在DRI的工作如何影响以治疗为中心的研究?

胰岛细胞需要大量的氧气来有效地感知葡萄糖和产生胰岛素。所以,当我们从供体的胰腺中获取胰岛或在实验室中培育胰岛素生产细胞时,我们需要确保我们为这些细胞提供了一个富氧的环境,这样它们才能生存和发挥功能。如果没有足够的氧气,一些细胞甚至在被移植之前就会死亡。或者更糟的是,被移植的细胞在移植后的头几天可能无法存活;这是一个血管还在形成的关键时期,可以将氧气自然地输送到细胞。因此,提供一个富氧的环境是至关重要的,无论是从培养供移植使用的细胞供应方面,还是从这些细胞在移植后立即存活方面来说。

DRI是如何利用氧气来增加胰岛素生产细胞的供应的?

干细胞是生产胰岛素的移植细胞最有希望的来源之一,因为它们有潜力成为任何类型的细胞。在实验室中,我们已经证明氧气在干细胞转化为产生胰岛素的细胞的过程中起着重要作用。我们开发了一种名为“氧气三明治”的设备,并获得了专利。与传统的塑料培养容器相比,它为成熟的干细胞提供一个更像天然胰腺的氧气环境。在测试中,三明治中的细胞在前体细胞中产生了胰岛素基因表达的增加,比对照组的前体细胞高出好几倍。

一旦产生胰岛素的细胞被移植,DRI如何利用氧气来提高细胞的生存几率?

在移植后的最初几天里,细胞承受着巨大的压力;它们易受炎症反应和免疫攻击的影响。我们用氧气来帮助创造保护细胞的环境。

在DRI,我们一直致力于优化细胞封装技术——给细胞涂上一层保护膜,这样它们就不会被免疫系统发现。在我的职业生涯早期,我曾与已故的巴西研究员马科斯·马雷斯-居亚(Marcos Mares-Guia)博士合作,他的封装工作为我们最近的一些工作奠定了基础。

从那时起,我们已经走了很长一段路,在DRI进一步发展组织工程项目,并在早期工作的基础上使用新的生物相容性材料。最近,我的同事爱丽丝·托梅(Alice Tomei)博士开发了一种涂层,它完全符合每个胰岛的独特大小和形状。这种被称为“适形涂层”的物质可以让被植入的胰岛不被身体发现,避免炎症反应,但仍然可以让氧气和其他营养物质很容易到达细胞。现在我们的研究又向前迈进了一步。我正在和她合作开发一种可能产生氧气的涂层材料,我希望这能给小岛带来更大的生存机会。

我还与DRI的Cherie Stabler博士在她的实验室合作,开发一种新的生物材料和一种方法,以提供缓慢但稳定的氧气到细胞。这种材料在接触水时能产生氧气。在测试中,这种材料创造了一个可以持续补充氧气超过六周的环境——这可以弥补胰岛移植和血管形成之间的关键差距。我们的希望是,额外的输注氧气将使Stabler博士的“支架”——一个旨在促进移植细胞存活的三维框架——成为未来临床试验更可行的工具。

这项研究将如何引导我们找到治疗糖尿病的方法?

答:我们知道氧气在胰岛素产生细胞的发育和功能中起着关键作用。当干细胞在实验室中成熟时,通过更有效地向它们输送氧气,我们可以为移植创造无限供应的胰岛细胞。而且,如果我们能确保移植的细胞得到它们所需的氧气,特别是在关键的最初几天,它们将有更好的机会长期生存。如果我们要使细胞疗法可行,并使数百万人可以从中受益,这两种情况都需要发生。

为什么DRI ?

在我的职业生涯中,我参与了更多的基于治疗的工作:设计可植入的葡萄糖传感器,希望与胰岛素泵联合它们。但我知道这一点永远不会导致真正的治疗方法。我发现在DRI迷人的蜂窝织的疗法工作,我真的担任獾Camillo Ricordi,该研究所的科学导演,或者是他的执行助理Mabel Luis,直到他雇用了我。那是15年前,有一种简单的原因,我还在这里。DRI和DRI基金会的每个人都致力于并促使找到治疗方法。这是一个显着的地方。

(Drifocus Spring 2012)


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