keskustelu
tämä tutkimus osoittaa, että β-solut voivat toimia hyvin siirtokohdassa ilman lähellä olevia muita kuin β–soluja. Β-soluilla rikastettujen siirteiden tutkimiseksi luodot oli hajotettava yksittäissoluiksi, jotta fluoresenssilla aktivoidut solut voitiin lajitella. Alustavat tutkimuksemme selvittivätkin saarten hajonnan ja reagenssierottelun vaikutusta elinsiirron lopputulokseen. Kun dispergoituneet solut reagoitiin ennen elinsiirtoa, hyperglykemian kumoamiseen tarvittiin vähemmän soluja. IPGTTs: n jälkeen reagenssilla erotetuilla luodoilla oli samanlainen glukoosiprofiili kuin painoon verrattavilla ei-diabeteksilla, ei-transplantoiduilla kontrollihiirillä. 2,5 miljoonalla dispergoituneella islet-solulla siirretyillä hiirillä veren glukoosipitoisuudet olivat kuitenkin vielä alhaisemmat glukoosinsietotestin jälkeen. Tämä havainto osoittaa, että hajallaan olevien saarten solujen siirto voi olla tehokas edellyttäen, että siirrettyjä soluja on riittävästi. Jos luodesolut kuitenkin reagoidaan ennen elinsiirtoa, puolet solujen määrästä voi palauttaa normoglykemian. Nämä tulokset ovat linjassa useiden aikaisempien tutkimusten kanssa, jotka ovat osoittaneet, että insuliinin eritysvasteet vähenevät hajanaisissa saarekesoluissa ja paranevat solujen reagenssierottelun (24-27) ansiosta. Tämä ylivertainen tulos voi johtua soluviestinnän positiivisesta vaikutuksesta insuliinin eritykseen ja herättää kysymyksiä siitä, ovatko aggregoidut solut vastustuskykyisempiä apoptoosille. On todennäköistä, että dispergoituneet solut muodostivat klustereita in vivo elinsiirron jälkeen, mutta tämä voi tapahtua sen jälkeen, kun monet solut ovat kadonneet elinsiirron jälkeisinä ensimmäisinä päivinä. Yhteenvetona on selvää, että suurempia määriä hajallaan soluja tarvitaan aluksi kääntää hyperglykemia.
seuraavassa tutkimuksessamme hajallaan olevia saartosoluja rikastettiin β-soluiksi fluoresoivan aktivoidun solulajittelun avulla. β-solut lajiteltiin endogeenisen fluoresenssin ja eteenpäin hajaantumisen (koon) mukaan, kuten on aiemmin kuvattu (19-21). Tämän tekniikan avulla pystyimme saamaan ∼95% β-solujen solupopulaatioita. Nämä β-solujen rikastamat fraktiot reagoitiin ennen elinsiirtoa. Hiirillä, joille oli siirretty β-soluilla rikastettua aggregaattia, hyperglykemia korjaantui nopeasti samalla tavalla kuin hiirillä, joille oli siirretty yhtä paljon kokonaisia saaria. On huomattava, että β-solujen määrä olisi ollut pienempi luodonsiirroissa kuin β-solusiirroissa. On todennäköistä, että β-solusiirroissa, joiden β-solujen puhtaus oli 95%, oli ∼20% enemmän β-soluja kuin luodoilla. Tutkimuksen tavoitteena oli kuitenkin selvittää, voisivatko puhdistetut β-solut, joita siirretään samanlaisina tilavuuksina kuin saaresiirrossa, kääntää diabeteksen päinvastaiseksi, ja selvittää, voisiko kantasoluista johdetuista β-soluista olla koskaan hyötyä diabeetikkojen elinsiirrossa. Glukoosinsietokokeissa 4 viikkoa elinsiirron jälkeen β-soluilla rikastetuilla aggregaateilla siirretyillä hiirillä veren glukoosipitoisuus oli hieman alhaisempi ja insuliinipitoisuus oli yleensä hieman korkeampi kuin saarilla siirretyillä hiirillä. 12 viikkoon mennessä näiden ryhmien välillä ei kuitenkaan ollut eroa glukoosinsietokyvyn, insuliinipitoisuuden tai siirteen insuliinipitoisuuden suhteen. Tässä kokeellisessa sarjassa kontrollihiirillä, joilla ei ollut diabetesta, ei ollut transplanttia, oli ikä eikä paino. Siinä missä siirrettyjen hiirten paino oli pysynyt vakaana tai laskenut niiden diabetesaikana, verrokkihiiret jatkoivat lihomista koko tutkimuksen ajan. Huono glukoosinsietokyky ja korkeampi insuliinitaso viittaavat siihen, että verrokkihiiristä oli tullut insuliiniresistenttejä. Lisäksi siirrettyjen hiirten matalat glukoosipitoisuudet saattavat selittyä sillä, että rotille istutettiin rotan saarekkeita, koska rotilla on tyypillisesti matalampi glukoosipitoisuus kuin hiirillä ja niillä saattaa olla matalampi glukoosin stimuloiman insuliinin erityksen asetusarvo.
nämä tulokset osoittavat, että β-soluilla rikastettujen aggregaattien siirtotulos on samanlainen kuin saarilla. Puhdistetun β-solupopulaation siirto on aiemmin osoitettu Keymeulen et al. (28) jotta se onnistuisi, vaikka tässä tutkimuksessa ehdotettiin, että hormonaalisten muiden kuin β–solujen sekoittaminen β-soluihin ennen elinsiirtoa paransi siirteen toimintaa. Keymeulenin tutkimuksessa siirrännäisiä tutkittiin 64 viikon ajan tämän tutkimuksen 12 viikon sijaan. Rotan β-solusiirteet ja rotan β–solujen sekasiirteet sekä rotan endokriiniset Ei-β-solut toimivat hyvin rotilla aina 20 viikkoon asti, jolloin osa siirroista alkoi epäonnistua. 64 viikkoon mennessä kaikki siirrännäiset olivat osittain tai kokonaan epäonnistuneet riippumatta siitä, sisältivätkö ne puhdistettuja β-soluja vai muiden hormonaalisten Ei-β–solujen kanssa sekoitettuja β-soluja. He kuitenkin istuttivat rotille noin 1,2–1,7 miljoonaa β-solua, mitä voidaan pitää minimaalisena massamallina. Tämä perusteellinen tutkimus osoitti myös, että vanhempien rotanluovuttajien β-solut eivät toimi yhtä hyvin kuin nuorempien rotanluovuttajien β-solut. Näin ollen Keymeulenin tutkimus täydentää tämän tutkimuksen tuloksia sikäli, että molemmat osoittavat puhdistetuista β-soluista koostuvien grafttien vaikuttavan toiminnan. Toinen saarten solutyyppi, joka voi mahdollisesti vaikuttaa elinsiirron lopputulokseen, on endoteelisolu, jonka on raportoitu edistävän siirrettyjen saarten revaskularisaatiota (15,16). Ei kuitenkaan ole selvää, että näitä soluja on riittävästi, jotta niillä olisi merkitystä. Nykyisistä tutkimuksista käy kuitenkin ilmi, että vaikka endokriiniset Ei–β-solut ja luovuttaja-endoteeli voivat olla hyödyllisiä siirrettyjen luodesiirteiden toiminnalle, ne eivät näytä olevan välttämättömiä onnistuneen elinsiirron kannalta. Tämä havainto osoittaa, että kantasoluista tai jostakin muusta lähteestä in vitro saadut β-solut voisivat olla erittäin hyödyllisiä elinsiirroissa.
kun siirteen koostumusta tutkittiin 12 viikkoa elinsiirron jälkeen, β–soluilla rikastetuissa aggregaateissa oli käytännöllisesti katsoen sama 5% Ei–β-soluista siirteissä kuin alkuperäisissä valmisteissa. Vaikka tämä ei ollut yllättävää, oli hämmästyttävää havaita, että saarilla, joilla alun perin oli 25% Ei–β-soluja, oli vain 5% siirrännäisiä. Valtaosa näistä soluista on glukagonia sisältäviä α-soluja. Jos β–soluilla rikastetut siirrännäiset olisivat menettäneet Ei–β-soluja samassa määrin kuin saaresiirrännäiset, niillä olisi luullut olevan vain 1% Ei–β-soluista elinsiirron jälkeen. On myös mielenkiintoista, että ei–β-solujen häviäminen luodesirteissä näytti pysähtyvän 5%: iin, mikä oli sama prosenttiosuus Ei–β-soluista, joita esiintyy β-soluilla rikastetuissa siirteissä. Yhtäpitävästi näiden havaintojen kanssa havaitsimme myös, että kun vastasyntyneitä sikojen haimasolurykelmiä siirrettiin alastomiin hiiriin, siirteissä oli monta kuukautta myöhemmin ∼95% β-soluja (29). Tämä rotilla tehtyjen kokeiden ilmiö saattaa selittyä muiden kuin β–solujen suosimalla kuolemalla, kuten edellä (30-33) on kuvattu. Nämä tutkimukset ja omat johtopäätöksemme ovat, että lasku johtuu pääasiassa glukagonia tuottavista soluista (30-33). Emme tiedä, häviävätkö myös δ-solut ja PP-solut. Α-solujen perifeerinen lokalisointi jyrsijäsaarilla voi mahdollisesti altistaa ne eristyksen aikana vaurioille. Vaikka emme ole tutkineet tätä yksityiskohtaisesti tässä tutkimuksessa, aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että tämä ei ole pääasiallinen syy α-solujen häviämiseen elinsiirron jälkeen. Tutkimuksessa Lau et al. (33) maksaan istutetut saaret olivat menettäneet α-soluja 4 viikon kuluttua elinsiirrosta, kun taas saman eristyksen jälkeen munuaisiin istutetut saaret eivät olleet menettäneet, mikä viittaa siihen, että eristykseen liittyvät tapahtumat eivät olleet aiheuttaneet näiden perifeeristen solujen menetystä (33). Kyseisessä tutkimuksessa luodoilla, jotka istutettiin portaattomasti, todettiin α-solujen häviämistä, kun taas munuaiskapselin alle istutetuilla luodoilla ei havaittu α-solujen häviämistä. Tässä tutkimuksessa näimme Ei–β-solujen häviämisen munuaiskapselin alla olevilla saarilla 1 viikon kuluttua implantaatiosta. Yksi ero heidän tutkimuksensa ja tämän tutkimuksen välillä on se, että he istuttivat luodot normoglykeemisille rotille, kun taas tässä tutkimuksessa vastaanottajat olivat hyperglykeemisiä hiiriä. On mahdollista, että erot luodonsiirron metabolisessa kuormituksessa voivat vaikuttaa α-solun eloonjäämiseen. Ei voida sulkea pois sitä, että α-solujen häviäminen on nopeampaa maksakohdassa, kuten Lau ym. (33) ilmoitettu. Gunther ym. (31) ilmoitti α-solujen häviämisen jo 2 päivän kuluttua implantaatiosta diabeettisten rottien maksaan (31). Koska endogeeninen haima tuottaa edelleen normaaleja määriä glukagonia ja muita Ei–β-soluperäisiä peptidejä, on mahdollista, että siirrännäisissä olevat Ei–β–solut häviävät involuution vuoksi hyperglukagonemian estämiseksi.
hypoteettinen kysymys, jolla voi jonain päivänä olla käytännön merkitystä, on se, antaisiko puhtaiden β-solujen siirteen riittävä siirtotulos. Siirrännäisistä saatavan glukagonin erittymisen koko kehon aineenvaihdunnallisten vaikutusten osalta näyttää siltä, että siirrännäisten erittyminen antaa vähäisen suojan akuuttia hypoglykemiaa vastaan (34), mutta ihmisen luodesiirroilla voidaan pitää lähellä normaalia glukoosipitoisuutta. Jatkuva glukagonin eritys haimasta voi jonkin verran edistää glukoositasapainoa, mutta ei juuri suojaa akuuttia hypoglykemiaa vastaan. Nämä puutteelliset glukagonivasteet voivat tehdä vastaanottajista alttiimpia hypoglykemialle harjoituksen aikana (35,36), mutta tämä ei todennäköisesti ylitä hyötyjä. Seuraava kysymys on, onko muilla kuin β–soluilla tärkeä paikallinen vaikutus β-solujen toimintaan. Kun otetaan huomioon saarten mikrovaskulaarinen anatomia ja fysiologiset kokeet, jotka osoittavat, että ei–β-solut ovat virtaussuunnassa β-soluista (13,14), näyttää todennäköiseltä, että muut kuin β-solut eivät vaikuta useimpiin β–soluihin. Jonkin verran tietoa voi saada mittauksistamme, jotka selvittivät, kuinka kaukana β-solut olivat Ei–β-soluista. Kun määritimme niiden β-solujen määrän, jotka olivat lähellä Ei–β-solua, havaittiin, että 65-75% β-soluista oli 50 µm: n päässä Ei–β-solusta. Vaikuttaa epätodennäköiseltä, että paikallisella erityksellä Ei–β-soluista voisi olla paljon parakriinin vaikutusta tuolla etäisyydellä. Lisäksi muista (37,38) tehdyistä tutkimuksista tiedämme, että siirrettyjen saarten mikrovaskulaarisuus on hyvin erilainen kuin normaalisti. Näin ollen anatomia saaresiirrännäiset on hyvin erilainen kuin luodot haima, mutta nämä siirrännäiset ovat edelleen tehokkaita kääntää hyperglykemia diabeetikoilla.
yhteenvetona todettiin, että β-soluilla rikastetut aggregaatit voivat tehokkaasti kääntää hyperglykemian hiirillä ja että siirretyt ehjät luodot ovat tyhjentyneet Ei–β–soluista. Tämän vuoksi on todennäköistä, että luode Ei–β-solut eivät ole välttämättömiä onnistuneen luodesiirron kannalta.