51%!这不是股票涨停,这是超过一半的人类胃上皮细胞,在中美科学家的“基因开关”指令下,在活体模型中成功“变身”为生产胰岛素的β细胞!
这一惊人成果,为全球数以千万计的1型糖尿病(T1D)患者带来了一种全新的、颠覆性的治疗可能。
T1D患者的胰腺β细胞被免疫系统摧毁,目前依赖胰岛移植或干细胞疗法,但两者都面临一个巨大障碍:患者必须终身服用强效的全身性免疫抑制剂,以对抗排异反应。
而这项新策略,则指向了一个终极目标:利用患者自体的细胞,在体内in vivo)原位再生出胰岛素工厂,彻底摆脱免疫抑制的枷锁。这项研究由来自美国威尔·康奈尔医学院黄晓峰(Xiaofeng Huang)北京大学夏青(Qing Xia)以及已故哈佛大学著名学者周乔(Qiao Zhou)领导的中美团队共同完成,2025年11月6日刚刚发表在国际干细胞研究学会(ISSCR)官方期刊《干细胞报告》上。
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都说“龙生龙,凤生凤”,但科学家们偏不信邪。
胰腺被自身免疫系统摧毁了,怎么办?科学家们把目光投向了胰腺的“隔壁邻居”——胃。
你可能觉得这很疯狂,胃和胰腺,一个是“研磨和消化的熔炉”,一个是“血糖的调控中枢”,八竿子打不着。但在胚胎发育的早期,它们其实源自同一片“原始内胚层”,是血缘很近的“表亲”。
此前的研究已经在小鼠身上发现,只要注入三个“神奇因子”(被称为NPM组合,即NEUROG3, PDX1和MAFA),就能把小鼠的胃粘膜细胞“点化”成能分泌胰岛素的细胞(GINS细胞)。
但问题是,小鼠的成功,能在人类身上复制吗?
这是一个巨大的问号。人类的胃粘膜是一个极其复杂的“生态系统”,充满了各种信号和细胞类型。你不能直接往人的胃里打一针,然后期待奇迹发生。
想在复杂的活体环境中验证这个“疯狂”的想法,科学家们必须先制造一个“替身”。
首先,他们不能用真正的病人,于是他们拿出了人类胚胎干细胞(hESCs)作为“种子”。
然后,是关键一步:“埋雷”。
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科学家利用基因工程,在干细胞里安装了一个精密复杂的“基因开关”。这个开关平时是关闭的,人畜无害;但一旦遇到一种特定的药物——多西环素(Dox),它就会被瞬间激活,启动那三个“神奇因子”(NPM)的表达。
接着,他们将这些“埋好雷”的干细胞,在培养皿中诱导、培育,让它们发育成三维的“迷你胃”(hGOs)——这是一种高度模拟真实人类胃结构的类器官。
但科学家们深知:培养皿里的“风平浪静”,永远无法模拟体内的“惊涛骇浪”。在培养皿里诱导成功,不叫本事。
真正的考验,现在才开始。
他们做出了一个更大胆的决定:将这些尚未激活的、完全正常的“迷你胃”,移植到免疫缺陷的小鼠体内。
这些人类“迷你胃”在小鼠的脂肪垫里安了家,并且稳定存活了长达6个月。在这期间,它们不断成熟,分化出了人类胃特有的粘液细胞、内分泌细胞……它们几乎长成了一个真正的人类胃组织。
一切准备就绪,是时候“引爆”了。
研究人员开始给这些“胃”已经长成的小鼠喂食Dox药物。
“基因开关”被按下了。
奇迹发生了。
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在小鼠体内的、成熟的人类胃组织中,开始凭空出现大量分泌胰岛素(INS)的细胞!
这不是零星几个细胞的“意外”,而是成片成片的“哗变”。后续的单细胞测序(scRNA-seq)分析揭示了那个令人震撼的数字:在被成功激活的细胞中,高达51.0%都转变成了β样细胞!
更关键的是,这些新生的细胞不只是“样子货”,它们表达了人类β细胞特有的关键标志物(如MAFB),这是小鼠β细胞所没有的。
胃,这个只管消化的“吃货”,居然真的开始“不务正业”,干起了胰腺的活儿!
如果只是会生产,那还不够。它能“治病”吗?
最终决战来了。
科学家们换了一批小鼠,先用药物(STZ)将其诱导为高血糖的“糖尿病”模型,然后再移植“迷你胃”。
在确认小鼠患上糖尿病后,他们再次按下了“开关”。
- 对照组(移植了“迷你胃”,但按开关):血糖持续飙高,糖尿病症状毫无缓解。
- 实验组(移植了“迷你胃”,并按下开关):血糖水平应声而落!高血糖症状得到了迅速且显著的缓解
为了找出“幕后英雄”,科学家们抽出了实验组小鼠的血液。
在它们的循环系统中,赫然检测到了高水平的人类胰岛素!
证据确凿。这表明,在活体环境下,人类的胃组织确实可以被“重新编程”,变身为功能齐全的胰岛素工厂,并且其分泌的胰岛素足以进入血液循环,逆转糖尿病。
当然,这还只是一个“原理性证明”。从这个小鼠模型,到真正用于人类临床,还有很长的路要走。
但这扇门,已经被打开了。
我们有理由畅想一个未来:1型糖尿病患者不再需要终身打针,也不再需要冒着风险进行器官移植和免疫抑制。他们或许只需要接受一次简单的内窥镜手术,将编码NPM因子的“魔法药水”(例如更安全的mRNA)注射到自己的胃粘膜中。
几天后,他自己的胃,就会开始为他生产所需的胰岛素。
胃,从此会有新的使命吗?
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参考文献:
Lu, J., Kim, H., Zhu, J., Martin, C., Zhang, J., Polavarapu, V., ... & Huang, X. (2025). Modeling in vivo induction of gastric insulin-secreting cells using transplanted human stomach organoids.Stem Cell Reports
https://doi.org/10.1016/j.stemcr.2025.102708
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