一项新的临床前研究表明，预处理步骤可以帮助移植的胰岛细胞在1型糖尿病患者体内存活更长时间。威尔康奈尔医学院（Weill Cornell Medicine）的研究人员发现，一种小分子组合延长了雌性小鼠的细胞寿命，而在此基础上添加两种分子则提高了雄性小鼠的细胞存活率。
这些发现于6月24日发表在《细胞干细胞》（Cell Stem Cell）杂志上，这可能让医生能够用更少的细胞治疗更多的患者。
在1型糖尿病中，自身免疫细胞攻击胰岛，破坏胰岛素生成细胞（β细胞），导致患者依赖胰岛素注射。目前FDA批准的移植程序使用一个或多个已故器官捐赠者的胰腺胰岛细胞来替换这些受损细胞。通常需要长达48小时从捐赠者体内分离胰岛，然后将其注入静脉，输送到接受者的肝脏。一旦进入肝脏，胰岛细胞开始生产胰岛素，就像在健康的胰腺中一样。
然而，许多移植后的细胞很快死亡，且针对肝脏的操作可能引发并发症。尽管将细胞移植到皮下具有某些潜在优势，但移植后细胞仍然面临高死亡率的问题。威尔康奈尔医学院外科Kilts家族教授兼基因组健康中心主任陈穗冰（Shuibing Chen）博士提到，其他研究人员的成果表明，在六小时内对用于补充血细胞群的某种细胞进行预处理可以提高其移植后的存活率，因此她探索了类似的方法应用于胰岛细胞。
“通过我们的新策略，每位患者只需一名捐赠者提供的细胞，甚至一名捐赠者的细胞可以为两名患者所用，从而减少患者等待治疗的时间。”陈博士表示。她也是威尔康奈尔医学院哈特曼治疗性器官再生研究所（Hartman Institute for Therapeutic Organ Regeneration）的成员。
小分子鸡尾酒疗法
确定最佳的预处理方法通常需要多次昂贵且耗时的药物筛选，但该论文的第一作者、化学生物学三机构联合博士项目研究生杰娅·范达纳（J. Jeya Vandana）提出了一个创新想法。“杰娅将化学筛选与单细胞RNA测序技术结合在一起，这样我们就可以在一个实验中检查多个结果。”陈博士解释道。
利用他们的系统（称为ChemPerturb-Seq），每个实验中的细胞都会获得一个独特的条形码，并在48小时内接受一种独特的小分子药物处理。处理完成后，团队将细胞集中起来并进行RNA测序。条形码帮助研究人员识别哪些细胞对某种分子反应良好。所有数据都通过一个名为ChemPerturbDB的网站公开提供，该网站由类似于ChatGPT的人工智能助手支持。
性别差异
通过对人类β细胞系进行ChemPerturb-Seq实验，研究团队发现了一种名为LIP的预处理方法。这种由β-脂促黑素（beta-lipotropin）、胰岛素样生长因子-1（insulin growth factor-1）和前列腺素E2（prostaglandin E2）组成的组合显著提高了β细胞和人类胰岛在1型糖尿病小鼠模型中皮下移植后的存活率，相比对照组表现优异。但也有一个问题。
“杰娅最初将所有细胞移植到雌性小鼠体内，这种方法效果很好，但当她将预处理的细胞移植到雄性小鼠体内时，却失败了。”陈博士说道。
经过进一步研究，团队再次使用ChemPerturb-Seq预测了其他能够帮助细胞在雄性小鼠中存活更久的小分子。最终得到了一种名为LIPHS的混合物，其中包含LIP的三种分子以及组胺（histamine）和血清素（serotonin），并在雄性小鼠中取得成功。
凭借这一新技术，陈博士的团队将继续开展更多研究，以验证结果是否适用于其他临床前模型。团队还计划向网站添加更多小分子数据。
参考文献： Vandana JJ, Zhu J, Giani AM, et al. ChemPerturb-seq screen identifies a small molecule cocktail enhancing human beta cell survival after subcutaneous transplantation. Cell Stem Cell. doi: 10.1016/j.stem.2025.06.002
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