胚胎干細胞可以分化為任何類型細胞和組織，其在
糖尿病等多種疾病中極具應(yīng)用價值。通過從小鼠胚胎干細胞成功分離到一株可分泌胰島素的細胞克隆，體外給予不同濃度的促分泌素可以調(diào)節(jié)胰島素基因表達，而將該細胞克隆(1×106)植入脾臟1周即可糾正鏈脲霉素所致
糖尿病小鼠的高血糖癥，4周后其體重恢復(fù)正常，糖耐量試驗也逐漸恢復(fù)。
人胚胎干細胞在體外貼壁培養(yǎng)和懸浮培養(yǎng)時都能分化為表達胰島素陽性的細胞，其他多種胰島β細胞標志(如葡萄糖轉(zhuǎn)運子-2等)均為陽性，提示人胚胎干細胞也可以分化為胰島β細胞，從而發(fā)揮
糖尿病治療作用。在胚胎發(fā)育過程中，胰腺是由與脊索相連的內(nèi)胚層分化而來，雖然發(fā)育成熟的胰腺與中樞神經(jīng)系統(tǒng)的來源和功能完全不同，但控制其發(fā)育機制是相似的，因此，Lumelsky等首先將小鼠胚胎干細胞誘導(dǎo)分化為神經(jīng)巢蛋白陽性細胞(神經(jīng)巢蛋白是神經(jīng)干細胞的關(guān)鍵標志)，改變培養(yǎng)條件后，這些神經(jīng)巢蛋白陽性細胞可以分化為神經(jīng)元和多種胰腺內(nèi)分泌細胞，并可形成胰島樣結(jié)構(gòu)，并在培養(yǎng)第6天逐漸發(fā)育成熟，胰島素表達為陽性，葡萄糖刺激時其胰島素含量可增加40倍；但研究發(fā)現(xiàn)，這些細胞分泌胰島素仍少于正常胰島細胞，僅占1/50；這些細胞通過皮下注射方法移植到體內(nèi)后容易存活，12d即可見血管生長，并且在體內(nèi)仍能分泌胰島素，對鏈脲霉素誘導(dǎo)的糖尿病小鼠具有一定的治療作用，表現(xiàn)為體重正常，存活時間明顯延長，但這種細胞移植不能持續(xù)糾正糖尿病小鼠的高血糖癥，其原因可能是這些細胞分泌的胰島素含量較少，或皮下移植并非理想的途徑，對血糖的反應(yīng)不夠敏感。治療組小鼠在1周內(nèi)血糖濃度即恢復(fù)正常，而通過胰島β細胞再生需要6～8周時間]，因此，胚胎干細胞可以直接誘導(dǎo)分化為胰島β細胞，在體內(nèi)、外都具有合成和分泌胰島素的功能，提示胚胎干細胞是一種較好的用于細胞替代治療的細胞來源。
近來已在體內(nèi)多種組織中分離培養(yǎng)出成體干細胞，加之成體干細胞同樣具有多向分化潛能，因此，來源于胰腺或胰腺外組織的成體干細胞也已成為糖尿病治療的重要
干細胞來源。胰腺包括三種類型的組織，分別是胰島中可分泌激素的內(nèi)分泌細胞(內(nèi)分泌細胞包括4種細胞)、含外分泌的腺泡細胞(acini)以及泡心細胞、小導(dǎo)管和排泄管等，所有這些細胞都具有共同的來源，但發(fā)育成熟的胰腺組織中腺泡和導(dǎo)管上皮細胞仍保留著明顯的增殖活性，其中的胰腺導(dǎo)管上皮細胞即是主要的胰腺多能干細胞;在組織受損、胰島受到破壞時，它們可以增殖、分化為胰島β細胞，這也是機體補充胰島β細胞的主要來源。Zulewski等發(fā)現(xiàn)，在胰島、胰腺導(dǎo)管及外分泌胰腺中存在神經(jīng)巢蛋白陽性細胞，它們在體外具有長期增殖能力，從胰島來的這種細胞具有干細胞的特性，并能分化為與肝細胞、胰腺外分泌細胞/導(dǎo)管細胞和內(nèi)分泌細胞相似的細胞，因此，除了胰腺導(dǎo)管上皮細胞外，胰島中也存在多能干細胞，并可分化為胰島β細胞，用于糖尿病治療。在一定條件下，來源于肝臟的卵圓干細胞也具有這種分化潛能。高糖環(huán)境可誘導(dǎo)肝臟卵圓干細胞分化，并自發(fā)形成胰島樣的三維結(jié)構(gòu)，這些分化的細胞可表達胰腺十二指腸同源盒基因-1、胰高血糖素、葡萄糖轉(zhuǎn)運-2等與胰島細胞分化相關(guān)的基因以及胰島特異分泌的分子(如胰島素、胰高血糖素等)。另外，給予十二指腸同源盒基因-1刺激時，肝臟中胰島素含量增加25倍，血漿胰島素含量增加3倍，并且可以改善糖尿病動物的高血糖癥，這可為糖尿病治療提供新的可表達胰島素的細胞來源。
