單細(xì)胞測序應(yīng)用｜Cell重磅：胰島也有干細(xì)胞
目前月洛，糖尿病已經(jīng)成為一個嚴(yán)重的全球性公共衛(wèi)生問題件甥，它是一種以慢性血糖水平增高為特征的代謝性疾病捌议，是由于胰島素分泌和（或）作用缺陷所引起。胰島素分泌不足是一型糖尿病和二型糖尿病的共同特點(diǎn)引有，這些病人往往需要外源補(bǔ)充胰島素才能正常生活。
胰島β細(xì)胞是人類以及幾乎所有其他脊椎動物中唯一產(chǎn)生胰島素的細(xì)胞倦逐，β細(xì)胞的再生能力有限是糖尿病發(fā)展的重要原因[1]譬正。近年來興起了不同于傳統(tǒng)注射胰島素的方法來治療糖尿病，細(xì)胞治療就是一種潛在療法檬姥。通過胰島移植曾我，β細(xì)胞可以得到補(bǔ)充從而維持體內(nèi)血糖穩(wěn)態(tài)[2]。由于胰島供體的局限性健民，尋找體外培養(yǎng)產(chǎn)生β細(xì)胞的方法就成了當(dāng)務(wù)之急抒巢。基于胚胎干細(xì)胞（ESC）/誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞（iPSC）的技術(shù)已經(jīng)得到了長足的發(fā)展[3,4]秉犹，能否直接由成體干細(xì)胞衍生出目標(biāo)組織的類器官成為了當(dāng)下的研究熱點(diǎn)蛉谜。成年胰島當(dāng)中是否存在干細(xì)胞一直是領(lǐng)域里值得討論的問題，因此胰島干細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)就成為得到胰島類器官最大的難點(diǎn)崇堵。
中國科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心（生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所）曾藝課題組長期致力于成體干細(xì)胞的研究型诚，已經(jīng)在多個組織中發(fā)現(xiàn)了具有干細(xì)胞特性的細(xì)胞群體并揭示了這些干細(xì)胞在發(fā)育以及疾病發(fā)生發(fā)展當(dāng)中的重要作用[5,6]。2020年3月19日鸳劳，曾藝課題組在Cell發(fā)文Long-Term Expansion of Pancreatic Islet Organoids from Resident Procr+ Progenitors狰贯。這項(xiàng)工作鑒定了小鼠的成體干細(xì)胞，并在體外培養(yǎng)獲得了具有功能的胰島類器官赏廓，這為糖尿病的治療提供了新的思路與方法涵紊。
Procr（蛋白C受體）是一種表面蛋白，據(jù)報(bào)道Procr可以標(biāo)記包括乳腺[5]幔摸，內(nèi)皮[6]和造血系統(tǒng)[7]幾種成年組織中的干細(xì)胞摸柄。研究人員首先通過單細(xì)胞測序的方法在成年胰島中搜索Procr+細(xì)胞（圖1/圖2），他們發(fā)現(xiàn)了一種帶有Procr標(biāo)簽且具有上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化特性的細(xì)胞類群抚太。接下來塘幅，研究人員通過轉(zhuǎn)基因老鼠（Procr-mGFP-2A-LacZ）和譜系示蹤確定了Procr+胰島細(xì)胞是成人多能內(nèi)分泌祖細(xì)胞昔案。
進(jìn)一步地，研究人員想探究Procr+胰島細(xì)胞是否可以作為體外新β細(xì)胞的細(xì)胞來源电媳，即能否在體外形成胰島類器官并具有正常胰島的功能踏揣。他們建立了一種3D培養(yǎng)體系并且在體外成功獲得了具有正常功能的胰島類器官（圖3）。為了深入了解類器官培養(yǎng)過程中的β樣細(xì)胞分化過程匾乓，研究人員通過scRNA-seq對體外培養(yǎng)不同時期的類器官進(jìn)行了分析捞稿。他們將數(shù)據(jù)與原代胰島細(xì)胞數(shù)據(jù)整合在一起，并分析了培養(yǎng)過程中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)錄狀態(tài)（圖4）拼缝。令人驚喜的是娱局，研究人員發(fā)現(xiàn)這種類器官在體外可以進(jìn)行多次傳代，并且細(xì)胞的增殖和分化能力可以長期維持咧七。在糖尿病小鼠模型當(dāng)中衰齐，移植的類器官能夠分泌胰島素并改善進(jìn)行性高血糖癥，具有治療糖尿病的作用继阻。
這項(xiàng)工作充分地利用了單細(xì)胞測序技術(shù)鑒定了成年小鼠胰島中的新型內(nèi)分泌祖細(xì)胞耻涛，并建立了誘導(dǎo)和長期擴(kuò)增胰島類器官的體外方法，為未來糖尿病的治療提拱了理論和技術(shù)的支持瘟檩∧疲可見單細(xì)胞測序技術(shù)在今后的科研領(lǐng)域當(dāng)中發(fā)揮著不可或缺的作用，能幫助我們解開更多未知的謎團(tuán)墨辛。
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867420302257?via%3Dihub
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