哥本哈根大學(xué)丹麥干細(xì)胞中心DanStem的研究人員揭示了平面細(xì)胞極性蛋白PCP通路在細(xì)胞分化中的重要性，并利用體外3D系統(tǒng)使干細(xì)胞成功分化為合成胰島素的beta細(xì)胞，文章剛剛發(fā)表在Cell旗下的Cell Reports，將有望幫助人們開發(fā)糖尿病的干細(xì)胞療法。

干細(xì)胞負(fù)責(zé)組織生長和修復(fù)，揭示干細(xì)胞的分化機(jī)制，對于未來干細(xì)胞治療非常重要。研究人員發(fā)現(xiàn)，形成胚胎中胰腺管的前體細(xì)胞表達(dá)平面細(xì)胞極性蛋白（Planar cell polarity PCP），并且這些蛋白的表達(dá)時機(jī)與胰腺前體細(xì)胞的極化同步。研究顯示兩個PCP核心成員Celsr2 和Celsr3控制著極化的前體細(xì)胞分化成為內(nèi)分泌細(xì)胞，對合成胰島素的beta細(xì)胞影響尤其大。Celsr2 和Celsr3的缺失會使Jun磷酸化減少，通過JNK通路影響了beta細(xì)胞的分化。

“我們看到在2D環(huán)境下干細(xì)胞分化質(zhì)量不高，而將細(xì)胞放入3D環(huán)境并給予適當(dāng)生長條件能得到更好的分化結(jié)果。為此，我們用明膠gelatine構(gòu)建了3D培養(yǎng)體系，在體外模擬胚胎內(nèi)的環(huán)境，”哥本哈根大學(xué)DanStem中心的Anne Grapin-Botton教授說。

研究人員希望，3D培養(yǎng)的beta細(xì)胞能夠有助于開發(fā)糖尿病的細(xì)胞療法。他們指出，這項研究的成果也可能有助于治療肝臟或肺等器官的慢性病，這些器官的分化與胰腺一樣都需要3D環(huán)境。

這項研究向人們展示了，在胚胎的早期發(fā)育階段，組織的三維形式對干細(xì)胞分化的特異性有影響。研究人員發(fā)現(xiàn)，胰腺就像一棵小樹，其分枝上的干細(xì)胞需要這一結(jié)構(gòu)才能分化為胰島素合成細(xì)胞。而且研究顯示，干細(xì)胞分化為beta細(xì)胞在3D培養(yǎng)環(huán)境中效果更好。

研究人員指出，以往在2D環(huán)境將干細(xì)胞誘導(dǎo)成為功能性beta細(xì)胞往往以失敗告終，所得細(xì)胞無法正常發(fā)揮功能。而現(xiàn)在，干細(xì)胞在3D環(huán)境下能夠分化為有功能的beta細(xì)胞，這也是開發(fā)糖尿病細(xì)胞療法的重要一步。此外，這項研究也強(qiáng)調(diào)了脊椎動物中PCP通路對細(xì)胞分化的重要性。