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.2008年12月16日；105(50):19915-9.
doi:10.1073/pnas.0805803105。 Epub 2008年12月3日。

碳酸酐酶Ⅱ阳性胰腺细胞是出生后内分泌和外分泌胰腺的祖细胞

阿卡里·伊纳达 1, 卡梅隆·尼纳伯, Hitoshi Katsuta先生, 藤谷义雄, 贾里德·莱文, 盛田丽娜, 艾伦·沙玛, 苏珊·邦纳-威尔
附属公司

碳酸酐酶Ⅱ阳性胰腺细胞是出生后内分泌和外分泌胰腺的祖细胞

阿卡里·伊纳达等。 美国国家科学院程序. .

摘要

胰腺的再生过程特别令人感兴趣，因为糖尿病是由数量不足的胰岛素产生的β细胞引起的，而胰腺癌可能是由祖细胞/干细胞的不受控制的生长引起的。出生后，啮齿动物和人类的胰岛组织会持续大量生长，随着需求的增加，还会出现额外的补偿性生长。在啮齿类动物中，有明确的证据表明某些类型的损伤后胰腺再生，先前存在的分化细胞类型的增殖导致了某些替代。此外，已有报道称胰岛细胞从胰腺导管中新生或出芽，但祖细胞的存在和身份一直存在争议。我们假设祖细胞是导管上皮细胞，在复制后退化到分化程度较低的状态，然后可以形成新的内分泌和外分泌胰腺。为了直接检测出生后导管细胞是否作为胰腺祖细胞并产生新的胰岛，我们培育了表达人类碳酸酐酶II（CAII）启动子：Cre重组酶（Cre）或诱导CreER（TM）的转基因小鼠，与ROSA26 loxP-Stop-loxP-LacZ报告小鼠杂交。我们发现胰腺内的CAII表达细胞作为祖细胞，在出生后和损伤后（导管结扎）正常产生新的胰岛和腺泡。将分化的胰腺细胞类型确定为所有分化胰腺细胞类型的体内祖细胞，意味着为糖尿病的补充治疗提供新胰岛的潜在可扩展来源。

PubMed免责声明

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

数字

图1。
图1。
导管细胞作为胰腺祖细胞假说的实验方法。(A类)我们的假设是，随着复制，成熟的导管细胞退化为分化程度较低的表型，然后作为胰腺祖细胞形成新的腺泡、胰岛和导管。(B类)人类CAII启动子驱动Cre或CreER的Tg小鼠TM（TM）生成表达（CAII-Cre和CAII-CreERTM（TM）)并与Cre介导的重组报告菌株R26R杂交。在双Tg小鼠（CAII-Cre；R26R）中，如果出生后CAII-表达的导管细胞作为胰腺祖细胞，我们应该发现β-半乳糖苷酶阳性细胞不仅存在于导管中，也存在于胰岛和腺泡中；然而，如果导管细胞不作为祖细胞，则只应标记导管。
图2。
图2。
转基因表达特征。(A–C)出生时，β-半乳糖苷酶免疫染色（绿色）见于导管（d）和神经节（g），但胰岛素阳性β细胞（红色；A类和B类)，胰高血糖素阳性细胞（红色；C类)或CAII-Cre小鼠的腺泡。(D类)来自CAII-Cre的表达GFP的β细胞：MIP-GFP小鼠FACS纯化用于RNA分析。在第0天、2周龄和4周龄时，GFP+分选的β细胞没有显示Cre或CAII带，即使有40个扩增周期。转基因（Tg）和非转基因（WT）动物的肾脏为阳性和阴性对照；RT−表示对基因组污染的控制。(E类)中显示的2周和4周RNA样本D类在28个周期检测转录因子Pdx-1以显示RNA的完整性(F类)来自10000个胰腺细胞的RNA，GFP+β细胞或GFP−来自一只8周龄CAII-Cre:MIP-GFP小鼠的细胞，同样在40个周期检测Cre+C表示阳性对照。(克)在CAII-Cre小鼠的小管细胞质和细胞核（此处为4周）中发现Cre免疫染色。(H（H）)CAII-Cre小鼠第0天小导管中β-半乳糖苷酶的表达。(我和J型)在CAII-CreER中TM（TM）三苯氧胺治疗结束后3周处死小鼠，在较大的导管中发现Cre和β-半乳糖苷酶免疫染色(我和J型，相邻部分）。Cre染色为细胞质而非核，仅在部分导管细胞中可见。(K（K）)表达Cre蛋白的其他细胞只有神经节（胰岛素，绿色；Cre，红色）。(L（左）)与中所示的部分相同K（K）抗BMPR1A涂层也为绿色；如果表达Cre，则表达BMPR1A的神经节细胞现在为黄色，如果之前的图像中没有免疫染色，则为绿色（*）。（比例尺，50μm inA–C,克、和I–L（I–L）和100μm英寸H（H）.)
图3。
图3。
新生儿正常发育中祖细胞假设的检验。(A类)CAII在胚胎第18.5天开始表达。为了测试新生是否发生在出生后，在预期的新生波（出生后立即和断奶前后）后4周龄时处死双Tg小鼠。(B类和C类)4周龄时，一些胰岛同时含有β-半乳糖苷酶（绿色）和胰岛素(B类)或胰高血糖素(C类)红色。在合并的面板中，双阳性细胞显示为黄色。(D类)在4周龄时，发现有标记的（β-半乳糖苷酶阳性）腺泡细胞是单个分散的细胞或聚集在小叶上，这表明自出生以来就形成了新的小叶。(E类)阳性胰岛/总胰岛的定量，每个圆圈代表一只动物。4周时β-半乳糖苷酶+胰岛素阳性细胞占所有胰岛素阳性细胞的16.7%±3.0%（平均：每只动物345/2268个胰岛素阳性细胞；8只动物）。（比例尺，50μm）
图4。
图4。
验证损伤后成人胰腺再生中祖细胞的假设。(A类)为了确定成年动物导管细胞损伤后是否形成新的胰岛，三苯氧胺诱导的CAII-CreERTM（TM）双Tg小鼠在4周龄时植入3周的三苯氧胺颗粒（TM），洗脱期约1周，8周时结扎导管，2周后处死。(B类)阳性胰岛/总胰岛的定量，每个实心圆圈代表单个动物的平均值；对于结扎的Tg，给出了结扎远端胰腺（黑圈）和非结扎部分（亮圈）的值。最后两个柱是WT和6个月龄时的双Tg，显示了不含他莫昔芬的转基因的稳定性。在对照组或Tg的未缓解部分，用三苯氧胺和结扎(C类)β-半乳糖苷酶（绿色）阳性率很低，但实验中结扎远端有β-半乳糖苷酶标记的导管(D类)，腺泡(E类)和小岛(D类,F类、和克). 在结扎部分，β-半乳糖苷酶+胰岛素阳性细胞占所有胰岛素阳性细胞的23.6%±2.2%（平均：673/2997个胰岛素阳性细胞；4只动物），相同动物的非点燃部分为5.5%±2.0%（平均值：110/821个胰岛素阳性），对照组为1.3%±1.2%（平均为11/1055个细胞，3只WT动物）和0.9%±0.5%（平均：17/1785个细胞，4只Tg动物）。(D类)在这条主管道（虚线）中，大约一半的细胞发生了Cre重组。(E类)腺泡细胞中可见β-半乳糖苷酶的表达，通常定位于提示新叶的形成。(F类和克)标记胰岛中阳性细胞的比例与这些胰岛中的不同。图示为β-半乳糖苷酶（绿色）、胰岛素（红色）和新形成的β细胞（黄色）的表达。（比例尺，50μm）
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