초록 close

연구배경: 최근 제1형 당뇨병 치료법으로 췌도 이식의 새 로운 발견에도 불구하고 췌장 공여자가 부족한 것이 여전히 중요한 장애물이다. 장상피에 존재하는 내분비세포(장내분 비 세포)와 췌장 베타세포는 발생과정에서 유사한 분화경로 를 공유한다. 특히, GIP를 분비하는 K-세포는 베타세포에서 관찰되는 중요한 단백질들이 많이 발현됨이 알려져있다. 따 라서 저자들은 K-세포의 생물학적인 특성이 베타세포와 매 우 유사하다는 점에 착안하여 이를 베타세포로 분화시키고 자 본 연구를 시행하였다. 방법: 생쥐 췌장의 내분비 종양으로부터 기원한 복합 STC-1세포에서 K-세포를 순수 분리하였다. 또한, 안정적으 로 Nkx6.1을 발현하는 K-세포 클론(“Kn4-세포”로 명명)을 성공적으로 확보하였다. 혈청이 없는 조건에서 exendin-4를 처리함으로써 K-세포 또는 Kn4-세포가 시험관내에서 베타 세포로 분화하도록 유도하였다. 인슐린 mRNA와 인슐린 단 백질의 발현은 RT-PCR과 면역세포화학염색으로 조사하였 다. 세포내 인슐린양도 측정하였다. 결과: K-세포에서 RT-PCR과 western blot 분석을 통하 여 glucokinase와 GIP가 발현함을 확인하였다. RT-PCR의 결과에서 K-세포에서는 Pdx-1, NeuroD1/Beta2, MafA mRNA가 발현됨을 확인하였으나 Nkx6.1은 발현하지 않았 다. Kn4-세포를 혈청이 없는조건에서 exendin-4을 처리한 결과, 인슐린 mRNA와 인슐린 또는 C-펩타이드 단백질이 뚜렷이 발현됨을 관찰하였다. 또한 세포내 인슐린양도 유의 하게 증가하였다. 결론: K-세포는 특정한 조건에서 인슐린을 발현하는 세 포로 분화가 되므로 장차 제1형 당뇨병의 세포치료법으로써 활용될 가능성이 있다.


Background: Despite a recent breakthough in human islet transplantation for treating type 1 diabetes mellitus, the limited availability of donor pancreases remains a major obstacle. Endocrine cells within the gut epithelium (enteroendocrine cells) and pancreatic β cells share similar pathways of differentiation during embryonic development. In particular, K-cells that secrete glucose-dependent insulinotropic polypeptide (GIP) have been shown to express many of the key proteins found in β cells. Therefore, we hypothesize that K-cells can be transdifferentiated into β cells because both cells have remarkable similarities in their embryonic development and cellular phenotypes. Methods: K-cells were purified from heterogeneous STC-1 cells originating from an endocrine tumor of a mouse intestine. In addition, a K-cell subclone expressing stable Nkx6.1, called “Kn4-cells,” was successfully obtained. In vitro differentiation of K-cells or Kn4-cells into β cells was completed after exendin-4 treatment and serum deprivation. The expressions of insulin mRNA and protein were examined by RT-PCR and immunocytochemistry. The interacellular insulin content was also measured. Results: K-cells were found to express glucokinase and GIP as assessed by RT-PCR and Western blot analysis. RT-PCR showed that K-cells also expressed Pdx-1, NeuroD1/Beta2, and MafA, but not Nkx6.1. After exendin-4 treatment and serum deprivation, insulin mRNA and insulin or C-peptide were clearly detected in Kn4-cells. The intracellular insulin content was also increased significantly in these cells. Conclusion: K-cells are an attractive potential source of insulin-producing cells for treatment of type 1 diabetes mellitus. However, more experiments are necessary to optimize a strategy for converting K-cells into β cells.