議論
この研究は、β細胞が近くの非β細胞がない移植片部位で良好に機能することを示す証拠を提供する。 Β細胞富化移植片を研究するために、膵島は、蛍光活性化細胞選別を可能にするために、単一の細胞に分散されなければならなかった。 したがって、我々の最初の研究は、移植転帰に対する島の分散と再凝集の影響を調べた。 移植前に分散した細胞を再凝集させた場合、高血糖を逆転させるために必要な細胞は少なかった。 IPGTTs後、再凝集島は、重量一致した非糖尿病、非移植対照マウスと同様のグルコースプロファイルを持っていた。 しかし、2.5万人の分散膵島細胞を移植したマウスは、耐糖能試験後にさらに低い血糖値を有していた。 この知見は、十分な数が移植されれば、分散した膵島細胞の移植が効率的であり得ることを示している。 しかし、膵島細胞が移植前に再凝集されると、細胞の半分の数が正常血糖を回復させることができる。 これらの結果は、インスリン分泌応答が分散した膵島細胞で減少し、細胞の再凝集によって改善されることを示したいくつかの以前の研究と一致している（24-27）。 この優れた結果は、インスリン分泌時の細胞通信の正の影響によるものと考えられ、凝集細胞がアポトーシスに対してより耐性であるかどうかにつ 分散した細胞は移植後にｉｎｖｉｖｏでクラスターを形成した可能性が高いが，これは移植後の最初の日に多くの細胞が失われた後に起こる可能性がある。 要約すると、高血糖を逆転させるためには、より多くの数の分散細胞が最初に必要とされることは明らかである。
我々の次の研究では、蛍光活性化細胞選別を用いて分散した膵島細胞をβ細胞に濃縮した。 β細胞は、先に記載されているように、それらの内因性蛍光および前方散乱（サイズ）に従って選別した（１ ９〜２ １）。 この技術を使用して、我々は≥95％β細胞の細胞集団を得ることができた。 その後、これらのβ細胞濃縮画分を移植前に再凝集させた。 Β細胞濃縮凝集体を移植したマウスは、同様の量の全島を移植したマウスと同様の方法で高血糖の急速な逆転を有していた。 Β細胞の数は、β細胞移植と比較して膵島移植においてより低かったであろうことに留意すべきである。 Β細胞移植片は、95％のβ細胞純度を有し、島よりも≥20％多くのβ細胞を含んでいた可能性が高い。 しかし、研究の目的は、膵島移植に使用されるものと同様のボリュームで移植された精製されたβ細胞が糖尿病を逆転させることができるかどうか 移植後4週間の耐糖能試験では、β細胞濃縮凝集体を移植したマウスは、血糖値がわずかに低く、膵島を移植したものよりもわずかに高いインスリンレベルを有する傾向があった。 しかし、12週までに耐糖能、インスリンレベル、または移植インスリン含有量に関してこれらのグループの間に差はなかった。 この実験シリーズでは、非糖尿病、非移植対照マウスは、年齢が一致したのではなく、体重が一致しました。 移植されたマウスの体重は、糖尿病の期間中に安定していたか、または低下していたのに対し、対照マウスは、研究を通じて体重を増加させ続けた。 彼らの悪い耐糖能と高いインスリンレベルは、これらの対照マウスはインスリン抵抗性になっていたことを示唆しています。 ラットは通常、マウスよりも低いグルコースレベルを有し、グルコース刺激インスリン分泌のための低い設定点を有することができるので、さらに、移植されたマウスの低いグルコースレベルは、ラットの島が移植されたという事実によって説明することができます。
これらの結果は、β細胞富化凝集体の移植結果が島の移植結果と類似していることを示している。 精製されたβ細胞集団の移植は、Ｋｅｙｍｅｕｌｅｎらによって以前に示されている。 (28)この研究では、移植前に内分泌非β細胞とβ細胞を混合することが移植片機能を改善することが示唆されたが、成功することが示唆された。 Keymeulen研究では、移植片は、この研究では64週間ではなく、12週間のために研究されました。 彼らのラットβ細胞移植とラットβ細胞プラスラット内分泌非β細胞の混合移植片は、移植片のいくつかが失敗し始めたとき、≥20週間までラットで 64週までに、すべての移植片は、精製されたβ細胞または他の内分泌非β細胞と混合されたβ細胞を含むかどうかにかかわらず、部分的または完全に失 しかし、彼らはラットに約1.2–1.7万のβ細胞を移植し、これは最小質量モデルとみなすことができた。 この徹底的な研究はまた、古いラットドナーからのβ細胞だけでなく、若いラットドナーからのβ細胞が機能しないことを示した。 したがって，Ｋｅｙｍｅｕｌｅｎ研究は，精製されたβ細胞からなる移植片の印象的な機能を示すという点で本研究の知見を補完する。 移植の転帰に潜在的に寄与する可能性のある島内の別の細胞型は、移植された島の血管再生に寄与することが報告されている内皮細胞である（15,16）。 しかし、意味のある貢献をするのに十分なこれらの細胞があることは明らかではありません。 それにもかかわらず、現在の研究から、内分泌非β細胞およびドナー内皮は移植された膵島移植片の機能に有益であるかもしれないが、移植の成功には必須ではないようであることは明らかである。 この知見は、幹細胞またはいくつかの他の供給源からin vitroで誘導されたβ細胞が移植目的に非常に有用であることを示している。
移植後12週間で移植片の組成を調べたところ、β細胞濃縮凝集体は移植片中の非β細胞の5％が最初の調製物とほぼ同じであった。 これは驚くべきことではなかったが、最初に25％の非β細胞を持っていた島が移植片内にわずか5％を持っていたことを見つけることは顕著であった。 これらの細胞の大部分はグルカゴン含有α細胞である。 もしβ細胞富化移植片が膵島移植片と同じ程度に非β細胞を失っていたならば、移植後に非β細胞の1％しか持たないと予想していたであろう。 また、膵島移植片における非β細胞の損失は、β細胞富化移植片で見つかった非β細胞の同じ割合であった5％で停止するように見えたことは興味深い。 これらの知見と一致して、我々はまた、未熟な新生児ブタ膵臓細胞クラスターをヌードマウスに移植したとき、何ヶ月後に移植片は≥95％のβ細胞であったこと ラット島を用いた本実験のこの現象は、前に記載されたように非β細胞の優先死によって説明されるかもしれない（30–33）。 これらの研究と私たち自身は、減少は主にグルカゴン産生細胞によって説明されると結論づけている（30-33）。 Δ細胞とPP細胞も消えるかどうかはわかりません。 げっ歯類島におけるα細胞の末梢局在は、単離中の損傷に対してそれらをより脆弱にする可能性がある。 本研究ではこれを詳細に研究していないが、これが移植後のα細胞損失の主な理由ではないことが以前の研究で示されている。 Lauらによる研究では。 (33)、肝臓に移植された膵島は移植後4週間でα細胞を失っていたのに対し、同じ単離から腎臓に移植された膵島はそうではなく、単離関連イベントがこ その研究では、門内に移植された膵島はα細胞の損失を示したが、腎臓カプセルの下に移植された膵島はα細胞の損失を示さなかった。 本研究では、移植後1週間腎臓カプセルの下の島で非β細胞の損失を見た。 彼らの研究と本研究の違いの一つは、本研究では、レシピエントが高血糖マウスであったのに対し、彼らは正常血糖ラットに島を移植したことです。 膵島移植片の代謝負荷の違いがα細胞の生存に影響を与える可能性がある。 Ｌａｕらのように、α細胞の損失が肝臓部位でより迅速であることは否定できない。 (33)報告しました。 Gunther et al. (31)糖尿病ラットの肝臓への移植後2日後には早くもα細胞の損失を報告した(31)。 グルカゴンおよび他の非β細胞由来ペプチドの正常なレベルは依然として内因性膵臓によって産生されるので、移植片の非β細胞は退縮のために消失して高グルカゴン血症を予防する可能性がある。
いつか実用的に重要になるかもしれない仮説的な質問は、純粋なβ細胞の移植片が適切な移植結果を提供するかどうかです。 移植片からのグルカゴン分泌の全身代謝効果の面では、移植片からの分泌は、急性低血糖（34）に対する最小限の保護を提供することが表示されますが、 膵臓からの持続的なグルカゴン分泌は、グルコース恒常性にいくらかの貢献をするかもしれないが、再び、急性低血糖に対する保護はほとんどない。 これらの不十分なグルカゴン応答は、受信者が運動中に低血糖になりやすくすることができる（35,36）が、これは利点を上回ることはほとんどありません。 次の質問は、β細胞機能に対する膵島非β細胞のいくつかの重要な局所的影響があるかどうかである。 膵島微小血管解剖学と非β細胞がβ細胞の下流にあることを示す生理学的実験（13,14）を考慮すると、ほとんどのβ細胞は非β細胞の影響を受けない可能性が高いと思われる。 いくつかの洞察は、β細胞が非β細胞からどれくらい離れていたかを決定した我々の測定によって提供され得る。 非β細胞に近接しているβ細胞の数を定量したところ、β細胞の65-75％が非β細胞から50μ mであることが判明した。 非β細胞からの局所分泌がその距離で多くのパラクリン影響を及ぼす可能性は低いと思われる。 さらに、他の研究（37,38）から、移植された小島の微小血管系は正常とは非常に異なることがわかっています。 したがって、膵島移植片の解剖学的構造は、膵臓の膵島とは非常に異なっているが、まだこれらの移植片は、糖尿病レシピエントの高血糖を逆転させる
結論として、我々は、β細胞富化凝集体が効果的にマウスの高血糖を逆転させることができ、移植された無傷の島が非β細胞で枯渇することを見出した。 したがって、膵島非β細胞は膵島移植の成功に必須ではない可能性が高い。