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1700642240 拜托,这么个白色的小盒子哪里像胰腺啊?
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1700642242 确实不像,而且实际上开发者们也没有打算让它“像”。他们唯一在乎的就是这种小装置能否分泌胰岛素。这种技术带来的震撼是颠覆性的。白色的小盒子里装载的细胞在植入人体后,能够在各种体内环境的刺激下最终成为有能力合成和分泌胰岛素的贝塔细胞。
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1700642247 图4-21 Viacyte公司的副总裁麦克·斯科特(Michael Scott)手持人工胰腺的容器,仅有几厘米长
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1700642249 更重要的是,这个看起来普通的白色小盒子其实四面都是细密的滤网,具有很好的透过性,能让类似于氧气啊、血糖啊、蛋白质啊进出盒子,因此盒子里的细胞能像真正的贝塔细胞那样密切监测血糖水平并调节胰岛素分泌,而胰岛素分子也可以顺利逃出盒子在身体各处发挥作用。怎么样,听起来不错吧?
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1700642251 别急。肯定有读者会发现里面的问题:你刚刚讲过“异体排斥”的问题,说“别人家”的器官会引发免疫反应甚至导致死亡。可是Viacyte这个白色小盒子里装的,应该也是别人家的细胞吧?是不是也会引起严重免疫反应呢?如果是这样的话,这种技术也不高明嘛。
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1700642253 没错,确实是别人家的细胞。Viacyte用到的胚胎干细胞目前还只能从“别人家”来。但是这个不简单的白色小盒子还有一个重要的功能,它四面滤网上的滤孔直径很小,能够允许几纳米大的蛋白质分子通过,但是不允许几微米大的细胞通过。因此人体的免疫系统根本没有机会进入盒子接触到里面来自“别人家”的细胞,因此也就成功地避免了免疫反应的发生。怎么样,听起来是不是确实很巧妙?
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1700642255 第二个办法听起来就更巧妙了。既然异体移植导致的免疫反应总是一个需要面对和解决的问题,那干脆看看能不能把身体里的一部分多余细胞变成胰腺贝塔细胞吧,这样的细胞是如假包换的“自己的”细胞,绝对不需要担心异体排斥的问题。而这个办法背后的挑战也是巨大的。
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1700642257 要知道,人类身体中的各种功能细胞,从负责胰岛素分泌的贝塔细胞、看见世界的视网膜细胞到专门负责长发飘飘的生发细胞,虽然都是从一个受精卵分裂而来,携带着一模一样的遗传信息,但是不管从位置上还是从长相上都差异悬殊。而这种悬殊的差异背后是细胞内成千上万蛋白质分子的差异化功能,也意味着在任意两种细胞类型之间转换都是非常困难的。
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1700642259 不过随着人们对细胞分化过程和干细胞生物学的深入研究,在制造“自己家”胰腺的道路上也有了不少闪光的发现。咱们长话短说,就讲在这个方向上做出了重要贡献的一个人吧,道格拉斯·米尔顿(Douglas A Melton)。
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1700642261 米尔顿出生于1953年,早年专注于发育生物学研究。而当他的一双儿女被发现患有1型糖尿病后,他将全部精力投入到1型糖尿病,特别是如何制造贝塔细胞的研究中。2008年,他的实验室发现只需要操纵3个基因的表达,就可以在小鼠体内将胰腺腺泡细胞转化为胰岛贝塔细胞,架起了一座连接功能迥异的两个细胞类型之间的桥梁,也为治疗1型糖尿病提供了全新的思路。而在2014年,他的实验室成功地将人类体细胞“去分化”成为干细胞,再将它们在体外定向分化成为贝塔细胞。这使得在体外大规模的制造贝塔细胞成为可能,又一次开创了一条通往再造新胰腺的道路。
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1700642263 不管是移植一个好胰腺,还是制造一个新胰腺,都有希望成为糖尿病患者的重要治疗方案。但是喜欢寻根问底的读者,也许仍然会觉得不满足。
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1700642265 “我们记得你讲过,1型糖尿病是一种自身免疫疾病,是因为免疫系统杀死了自己的贝塔细胞导致的,2型糖尿病则是代谢疾病,是身体对胰岛素失去响应导致的。可是怎么感觉你讲到的所有方法,不管是胰岛素,还是利拉鲁肽/阿格列汀这些促进胰岛素分泌的药物,还是移植制造胰腺,都像是治标不治本、头痛医头脚痛医脚的办法?就没有办法真的让免疫系统不再攻击贝塔细胞么?就没有办法让机体恢复对胰岛素的响应么?”
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1700642267 不得不说,这都是人们孜孜以求,但却始终没有被完美解答的问题。
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1700642269 先说1型糖尿病吧。的确,这是一种自身免疫系统功能失调导致的疾病。与之相对应的,人们也发现如果用药物抑制患者的免疫系统,有时候确实能缓解糖尿病的症状。因此在理论上,人们也许可以开发出一种特异性的抑制免疫功能、使其不要再攻击贝塔细胞的药物,而这种药物却不会影响免疫系统的正常活动。
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1700642271 不过,对于身体的免疫系统的功能如何失调,又为何会专门挑贝塔细胞痛下杀手,我们所知仍然甚少。对于大家刨根问底的询问,我只能遗憾地说“不知道”。
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1700642273 更值得一说的是2型糖尿病。我们已经知道,2型糖尿病的发病是因为机体(特别是肌肉、脂肪和肝脏细胞)对胰岛素失去响应导致的。在疾病的开端,我们的身体会补偿性地分泌更多的胰岛素以实现准确的血糖调节;而在缓慢的发病过程中,胰岛素难以越来越多地分泌,又或是胰岛素响应度的持续下降,最终打破了这个平衡,糖尿病由此产生。
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1700642275 也正因为这个机制,市场上现有的2型糖尿病药物多是在促进胰岛素分泌或增强胰岛素敏感性两点做文章。比如我们讲过的二甲双胍可以增加胰岛素的敏感性,而另一类主流药物磺脲类的主要作用是通过促进胰岛素分泌,等等。
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1700642277 但是和1型糖尿病类似的是,我们的的确确,并不完全了解为什么2型糖尿病患者的身体失去了对胰岛素的响应。我们甚至也不知道,这些临床上行之有效的药物,究竟是怎样改善症状的。
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1700642279 也正因为这许许多多个“不知道”,更有针对性的临床治疗和药物研发,可能仍旧处在炼金术时代。
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1700642281 也许,我们仍然需要等待类似于山羊豆能毒死牲畜这样的偶然提示,才找得到更好的救命药物。
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1700642283 或者,更有尊严地等待,其实是等待来自实验室的科学发现,等待那些探索未知奥秘的科学家们。在过去的一百多年里,胰腺的功能、胰岛素的发现、蛋白质测序、重组DNA技术、蛋白质结构晶体学……正是这些看似和糖尿病完全无关的科学进步最终将糖尿病关在了笼中,从一种可怕的绝症变成可控的慢性疾病。
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1700642285 我们因此也有理由相信,这些努力最终能解答关于我们身体的层层追问,让我们有可能用理性的光照亮黑暗中的病魔,将它们赶出我们赖以栖身的家园。
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