基于人诱导性多能干细胞技术的糖尿病分子机制研究

Diabetes is a chronic metabolic disease characterized by beta cell loss and dysfunction. The number of diabetes patient is extremely growing worldwide. Therefore, diabetes pathogenesis and therapy become one of the urgent problems to be studied. In the present proposal, we will set up a diabetes disease model based on the induced pluripotent stem cells derived from the somatic cells of diabetes patients and their further differentiation towards pancreatic beta cells. After sorting out the beta cells with specific endogenous gene reporter, we will evaluate the derived beta cells by genomics, proteomics and epigenetics in order to explore the molecular mechanism of diabetes. We believe that our proposal will help progress in the study of diabetes pathogenesis and reveal the potential drug target for diabetes treatment.

糖尿病是由于胰腺beta细胞的功能缺失和异常造成的慢性代谢疾病，全球发病率极高。 研究糖尿病的致病机制和治疗手段成为亟待解决的难题之一。本项目将收集和培养正常人和糖尿病病人尿液中肾上皮细胞，通过非基因组整合载体介导的重编程方法，将肾上皮细胞重编程为人诱导性多能干细胞。以此作为研究材料，优化建立胰腺beta细胞体外定向分化为胰腺前体细胞的分化体系，进一步将此类细胞移植入免疫缺陷小鼠皮下分化为功能性beta细胞。结合胰腺beta细胞内源特异性双基因报告系统，制备纯化的胰腺beta细胞，进行各层次组学分析，从而探索导致人类糖尿病的分子网络，为深入研究糖尿病发病机制，揭示潜在的药物治疗靶点奠定坚实的基础。

糖尿病是由于胰腺中beta细胞的功能缺失和异常造成的一种代谢内分泌疾病，就全球范围看来，糖尿病，尤其是II型糖尿病的发病率极高。糖尿病的致病机制的研究和治疗手段的优化成为亟待解决的难题之一。.本项目收集和培养了正常人和糖尿病病人尿液中肾上皮细胞或者子宫内膜细胞，采用episomal vectors非病毒无基因组整合的方法诱导上述体细胞重编程，获得正常人及病人诱导性多能干细胞 （induced Pluripotent Stem Cells, iPSCs）。并对获得的iPSCs逐一进行了鉴定与分析，包括多能干性基因的表达、表观遗传改变的测定、核型分析以及分化能力的确定等。正常发育过程中，胰岛细胞是胚胎干细胞经由内胚层、胰岛前体细胞分化而来。通过模拟体内胚胎发育过程，我们建立并完善了iPSCs体外定向分化体系，经由内胚层阶段将iPSC高效分化为PDX1和NKX6.1双阳性的胰腺前体细胞，分别成功获得了正常人及糖尿病人的胰腺前体细胞。.我们将进一步通过小鼠体内移植胰腺前体细胞获得功能性的beta细胞并利用特定的表面标志基因分离纯化相应的胰岛beta细胞，从基因、蛋白以及表观遗传等多水平分析与比较对照组与病人的细胞，从而探索导致人类糖尿病可能的分子机制，为深入研究糖尿病发病机制，揭示潜在的药物治疗靶点奠定基础。