Adapting Physiology in Functional Human Islet Organogenesis.
Adapting Physiology in Functional Human Islet Organogenesis.
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DOI：
10.3389/fcell.2022.854604
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发表时间：
2022
影响因子：
5.5
通讯作者：
Yoshihara, Eiji
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yoshihara, Eiji
三维(3D)结构的功能性人胰岛的生成有望成为身体人胰岛移植治疗胰岛素依赖型糖尿病的替代细胞来源。人类多能干细胞(HPSCs)，如人类胚胎干细胞(HESCs)和人诱导多能干细胞(HiPSCs)，为新合成的人类胰岛提供了无限的资源。HPSCs技术的最新进展使直接分化为人类胰岛样簇成为可能，这些胰岛簇可以感知葡萄糖和分泌胰岛素，当将这些胰岛簇移植到啮齿动物或非人类灵长类动物(NHP)中时，这些胰岛簇可以改善糖尿病。然而，与原代人胰岛相比，hPSC来源的人胰岛样簇在功能上是不成熟的。建立一种在体外创造完全功能的人类胰岛的技术仍然是一个挑战，这些人的胰岛在功能和转录上与身体人类的胰岛难以区分。了解复杂的分化和成熟途径对于为数百万患者提供大量高质量、不同批次差异较小的全功能人胰岛是必要的。在这篇综述中，我总结了从多能干细胞生成三维结构的人类胰岛的最新进展，并讨论了适应生理学对体外功能性人类胰岛器官发生的重要性以及随着环境线索的可能改进。
Generation of three-dimensional (3D)-structured functional human islets is expected to be an alternative cell source for cadaveric human islet transplantation for the treatment of insulin-dependent diabetes. Human pluripotent stem cells (hPSCs), such as human embryonic stem cells (hESCs) and human induced pluripotent stem cells (hiPSCs), offer infinite resources for newly synthesized human islets. Recent advancements in hPSCs technology have enabled direct differentiation to human islet-like clusters, which can sense glucose and secrete insulin, and those islet clusters can ameliorate diabetes when transplanted into rodents or non-human primates (NHPs). However, the generated hPSC-derived human islet-like clusters are functionally immature compared with primary human islets. There remains a challenge to establish a technology to create fully functional human islets in vitro, which are functionally and transcriptionally indistinguishable from cadaveric human islets. Understanding the complex differentiation and maturation pathway is necessary to generate fully functional human islets for a tremendous supply of high-quality human islets with less batch-to-batch difference for millions of patients. In this review, I summarized the current progress in the generation of 3D-structured human islets from pluripotent stem cells and discussed the importance of adapting physiology for in vitro functional human islet organogenesis and possible improvements with environmental cues.
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