幹細胞の研究における現在の進歩と膵島細胞移植の可能性

糖尿病は、膵島細胞の腫瘤および/または機能障害の減少による高血糖に関連するインスリン欠乏症によって特徴付けられます。現在、インスリン補充は、1型患者の第一選択治療オプションであり、2型糖尿病の重度の形態です。インスリン注射による治療は一般に効果的ですが、非生理学的であり、慢性合併症を引き起こす可能性があります。一方、膵島移植は、低血糖の副作用なしに正常血糖を維持することができ、糖尿病患者がインスリン依存性を解放する可能性があります。実際には、島移植は臓器提供者の不足と移植の拒否の懸念によって妨害されたままです。しかし、幹細胞の研究と再生医療における最近の進歩は、膵島細胞移植の臨床応用の可能性を提供します。このレビュー記事は、さまざまな幹細胞を誘導することにより膵島細胞の発達を模倣する、指示された分化、微小環境誘導、遺伝子修飾などの現在の分子誘導アプローチの重要な評価を提供します。それらには、胚性幹細胞、誘導された多能性幹細胞、およびさまざまな組織由来幹細胞が含まれ、機能的で移植可能なインスリン産生膵島細胞になります。良好な進歩にもかかわらず、島移植を免疫原性と腫瘍形成のリスクを含むがこれらに限定されないヒト患者の治療に翻訳する前に、いくつかの障害を克服し続けています。

Diabetes is characterized by insulin deficiency concomitant with hyperglycemia due to reduced islet cell mass and/or dysfunction. Currently, insulin replacement is the first-line treatment option for patients with type 1 and a severe form of type 2 diabetes. Treatment by insulin injection is generally effective but nonphysiological, and has the potential of producing chronic complications. On the other hand, islet transplantation can maintain normoglycemia without hypoglycemic side effects, potentially freeing diabetic patients of insulin dependence. In practice, islet transplantation remains hindered by the lack of organ donors and transplant rejection concerns. Recent advances in stem cell research and regenerative medicine, however, offer promise for the clinical application of islet cell transplantation. This review article offers a critical appraisal of current molecular induction approaches, such as directed differentiation, microenvironment induction, and genetic modification, which mimic islet cell development by inducing a variety of stem cells; they include embryonic stem cells, induced pluripotent stem cells, and various tissue-derived stem cells to become functional and transplantable insulin-producing islet cells. Despite good progress, several obstacles remain to be overcome before islet transplantation can be translated into a therapy for human patients, including, but are not limited to, immunogenicity and risk of tumorogenesis.