NKX6-1への多能性幹細胞の効率的分化⁺膵臓前駆細胞

糖尿病の有病率は増加しており、カナダ糖尿病協会によると、1型糖尿病^{（T1D）1を}持つこれらの個体5〜10％の、カナダで1100万人が糖尿病または前糖尿病であると推定されています。 T1Dは、ランゲルハンス島の中に配置されているインスリン産生β細胞の破壊により引き起こされる自己免疫疾患です。現在、T1Dとの生活の個人は、インスリン²の外因性の源を必要とします。インスリン療法の進歩にもかかわらず、T1D患者は、血糖値を調節する困難な時期を持っており、ハイポや高血糖の両方を苦しみ続けるために続けています。 T1Dにおいて正常血糖を回復させる治療の有望な形は^、in vivoおよびin vitro ³ の両方で β細胞のインスリン産生の無制限の供給を生成するために使用することができるヒト胚性幹細胞（hESC）の使用であります<sクラス= "外部参照"> ^{4、5、6、7}アップ。 β様する細胞は、それが可能なin vitroで糖尿病を研究することを可能にする2型糖尿病のための新たな治療標的の同定を可能にし、T1D患者への移植用の細胞を提供することができるヒトES細胞を分化。

in vitroでのヒトES細胞からのインスリン産生細胞の生成で最も成功した試みは、膵臓の開発^4、5中に発生する胚のイベントを再現することです。これは、正確に開発膵臓の主要な段階をモデル化するための明確なシグナル伝達経路の操作を必要とします。膵臓の開発は、CXCR4および^{CD117（C-KIT）8、9}の発現によって特徴付けられる胚体内胚葉の誘導で始まります。 definitの正確なレギュレーションアイブ内胚葉組織は、その後、前方対後方と腹側背パターニングを受け、腸管の形成のために必要とされます。背側と腹側膵臓芽は、膵臓の開発¹⁰のために必要である膵臓および十二指腸ホメオボックス遺伝子（ のPdx1）を発現する後部前腸の領域から出てきます。背側と腹側芽ヒューズはその後、大規模な上皮再構築および展開^11を受ける膵臓を形成します。内分泌と外分泌系統へのコミットメントを表明多能性前駆細胞（MPCは）の生成を伴っている、とりわけ、転写ははPdx1、NKX6.1およびPtf1a ^{12、13因子} 。内分泌および導管細胞になるだろうMPCがPtf1a発現を減少させながらNkx6-1を発現し続けます。これに反して、外分泌系統細胞はexpressioを失うことになりますNkx6-1のnおよびPtf1a式 ^12を維持^します 。

転写因子Nkx6-1、特にβ細胞する内分泌前駆細胞の分化の間に、膵臓の発達において重要な役割を有しています。前述のように、Nkx6-1の欠失は、膵臓の発達¹⁴中β細胞の障害の形成をもたらします。したがって、 インビトロおよびインビボの両方において 、インスリン産生β細胞を生成するNkx6-1の効率的な誘導を必要とします。

我々は最近、効率的にhPSCsからPDX1 ⁺ / NKX6-1 ⁺膵臓前駆細胞を生成するためのプロトコルを開発しました。これらのHPSC由来の膵臓前駆細胞は、免疫不全マウス³への移植の際に成熟β細胞を生成します。 1）胚体内胚葉誘導：分化プロトコルは、特徴的な4段階に分けることができます、2）後部前腸パターニング、3）膵臓仕様および4）NKX6-1誘導。ここでは、有向分化の各ステップの詳細な説明を提供します。