干細(xì)胞移植治療糖尿病進(jìn)展

1、.干細(xì)胞移植治療糖尿病干細(xì)胞移植治療糖尿病研究進(jìn)展研究進(jìn)展.2干細(xì)胞干細(xì)胞stem cellstem cell未分化細(xì)胞未分化細(xì)胞自我更新自我更新 (self-renew)(self-renew)無(wú)限增殖無(wú)限增殖 體外長(zhǎng)期培養(yǎng)體外長(zhǎng)期培養(yǎng)多向分化潛能多向分化潛能 (multipotential)(multipotential).3 干細(xì)胞的類(lèi)型：干細(xì)胞的類(lèi)型： 胚胎干細(xì)胞胚胎干細(xì)胞 embryonic stem cells embryonic stem cells 胚胎干細(xì)胞主要是指來(lái)自囊胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的細(xì)胞，胚胎干細(xì)胞主要是指來(lái)自囊胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的細(xì)胞，有自我更新和多向分化潛能，可以分化為內(nèi)、中、外

2、有自我更新和多向分化潛能，可以分化為內(nèi)、中、外三個(gè)胚層的各類(lèi)細(xì)胞。三個(gè)胚層的各類(lèi)細(xì)胞。 成體干細(xì)胞成體干細(xì)胞 adult stem cells adult stem cells 成體干細(xì)胞是處于干細(xì)胞狀態(tài)的成體細(xì)胞，包括成體干細(xì)胞是處于干細(xì)胞狀態(tài)的成體細(xì)胞，包括成年和未成年動(dòng)物組織中的各種干細(xì)胞，因此又稱(chēng)為成年和未成年動(dòng)物組織中的各種干細(xì)胞，因此又稱(chēng)為組織干細(xì)胞組織干細(xì)胞。如神經(jīng)干細(xì)胞、。如神經(jīng)干細(xì)胞、 造血干細(xì)胞造血干細(xì)胞 、 骨髓間骨髓間質(zhì)干細(xì)胞、上皮干細(xì)胞質(zhì)干細(xì)胞、上皮干細(xì)胞 、肝干細(xì)胞、胰腺干細(xì)胞等。、肝干細(xì)胞、胰腺干細(xì)胞等。.糖尿病發(fā)病機(jī)制糖尿病發(fā)病機(jī)制.干細(xì)胞治療機(jī)制疾病發(fā)病機(jī)制干

3、細(xì)胞治療機(jī)制結(jié)構(gòu)改變內(nèi)環(huán)境變化細(xì)胞/組織破壞缺乏血供;免疫功能紊亂;缺乏生長(zhǎng)與營(yíng)養(yǎng)因子；自由基;提供外源性干細(xì)胞；刺激內(nèi)源性干細(xì)胞；分化結(jié)構(gòu)重建 促進(jìn)血管再生； 調(diào)節(jié)免疫功能；分泌生長(zhǎng)與營(yíng)養(yǎng)因子；清除自由基；干細(xì)胞治療糖尿病機(jī)制干細(xì)胞治療糖尿病機(jī)制.干細(xì)胞治療糖尿病機(jī)制干細(xì)胞治療糖尿病機(jī)制u干細(xì)胞對(duì)胰島細(xì)胞的修復(fù)u干細(xì)胞對(duì)其他胰島素分泌細(xì)胞的修復(fù) u干細(xì)胞對(duì)胰島素抵抗的作用.目前應(yīng)用的干細(xì)胞能夠用分化為胰島細(xì)胞的成體干細(xì)胞：胰腺干細(xì)胞胰腺干細(xì)胞肝干細(xì)胞肝干細(xì)胞骨髓干細(xì)胞骨髓干細(xì)胞腸干細(xì)胞等腸干細(xì)胞等.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀研究者研究者時(shí)間時(shí)間 細(xì)胞類(lèi)型細(xì)胞類(lèi)型 回輸方式回輸方式 結(jié)果結(jié)果航天中心醫(yī)院血

4、航天中心醫(yī)院血液內(nèi)分泌科液內(nèi)分泌科 王意忠王意忠2009年1月 自體外周血干細(xì)胞 經(jīng)動(dòng)脈移植患者目前情況良好，血糖基本穩(wěn)定，治療取得了初步成功。第三軍醫(yī)大學(xué)重第三軍醫(yī)大學(xué)重慶新橋醫(yī)院慶新橋醫(yī)院2006年 自體骨髓干細(xì)胞移植 從患者自體骨髓中采集到的干細(xì)胞植入胰腺中經(jīng)過(guò)一周術(shù)后觀察，其胰島素用量比手術(shù)前明顯減少，血糖一直控制在正常值以?xún)?nèi)，比手術(shù)前有明顯改善青島大學(xué)附屬醫(yī)青島大學(xué)附屬醫(yī)院院2006年 自體骨髓干細(xì)胞 經(jīng)胰腺血管插管移植1.100例,多數(shù)患者2周起效，且有低血糖表現(xiàn)。2.OAD及胰島素用量減少。3.胰島功能改善及血糖改善好轉(zhuǎn)率63%左右.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬

5、醫(yī)院內(nèi)分泌科附屬醫(yī)院內(nèi)分泌科經(jīng)骨髓穿刺技術(shù)抽取糖尿病患者自身的骨髓,分離出多能干細(xì)胞經(jīng)皮血管介入的方式將干細(xì)胞移植到胰腺內(nèi)1. 60 60 例患者有49 49 例療效顯著2. 有效者表現(xiàn)為減少或停用胰島素及口服降糖藥后,血糖仍維持在正?；蚪咏Ｋ?。中國(guó)南京軍區(qū)福州總醫(yī)院，美國(guó)邁阿密大學(xué)糖尿病研究所，歐洲意大利米蘭大學(xué)，南美阿根廷國(guó)家干細(xì)胞中心，哥倫比亞5家國(guó)際合作單位2008年3月-2010年3月 自體骨髓間充質(zhì)+骨髓干細(xì)胞+高壓氧治療 胰動(dòng)脈介入該國(guó)際多中心協(xié)作組進(jìn)行了25例預(yù)實(shí)驗(yàn)，達(dá)到初步預(yù)期效果。停用胰島素或口服降糖藥物后血糖維持正常，糖化血紅蛋白由術(shù)前平均8.81.9%，降至術(shù)后平

6、均6.51.2%。所有使用胰島素的患者均出現(xiàn)了胰島素用量下降，術(shù)前57.824.5 單位/天，術(shù)后最終21.615.4 單位/天。通過(guò)各種資料的統(tǒng)計(jì)分析，證實(shí)這項(xiàng)干細(xì)胞治療2 型糖尿病的技術(shù)在不依靠口服降糖藥或胰島素的前提下，大大提高了患者的胰島功能，明顯改善了血糖控制，逆轉(zhuǎn)了2型糖尿病的病情，給患者帶來(lái)前所未有的獲益。臨床安全性高，已經(jīng)進(jìn)行治療的2 型糖尿病未出現(xiàn)任何明顯的治療相關(guān)并發(fā)癥。.10 I 型糖尿病的治療型糖尿病的治療外源胰島素治療外源胰島素治療胰腺或胰島移植胰腺或胰島移植干細(xì)胞治療：干細(xì)胞治療： 胚胎干細(xì)胞胚胎干細(xì)胞 誘導(dǎo)分化成誘導(dǎo)分化成 細(xì)胞細(xì)胞 細(xì)胞移植細(xì)胞移植 基因?qū)胧蛊?/p>

7、表達(dá)胰島素基因?qū)胧蛊浔磉_(dá)胰島素 細(xì)胞移植細(xì)胞移植胰腺干細(xì)胞胰腺干細(xì)胞 誘導(dǎo)分化成誘導(dǎo)分化成 細(xì)胞細(xì)胞 細(xì)胞移植細(xì)胞移植.11胰腺干細(xì)胞的標(biāo)志胰腺干細(xì)胞的標(biāo)志 1990年，年，Lendahl 等人發(fā)現(xiàn)神經(jīng)干細(xì)胞中存在一種新的等人發(fā)現(xiàn)神經(jīng)干細(xì)胞中存在一種新的中間絲蛋白中間絲蛋白巢蛋白（巢蛋白（nestin），現(xiàn)在），現(xiàn)在 nestin已是公認(rèn)的神已是公認(rèn)的神經(jīng)干細(xì)胞標(biāo)志之一。經(jīng)干細(xì)胞標(biāo)志之一。 2000年，年，Hunziker 和和 Stein 發(fā)現(xiàn)胰腺導(dǎo)管和胰島中也存發(fā)現(xiàn)胰腺導(dǎo)管和胰島中也存在在 nestin陽(yáng)性細(xì)胞。陽(yáng)性細(xì)胞。 2001年，年， Zulewski等人從胰腺中分離到等人從胰腺中

8、分離到nestin陽(yáng)性細(xì)胞，陽(yáng)性細(xì)胞，將其命名為將其命名為NIPs（ nestin-positive islet-derived progenitor cells ），并發(fā)現(xiàn)具有多向分化潛能），并發(fā)現(xiàn)具有多向分化潛能 ( multipotential )，在體，在體外可自發(fā)形成類(lèi)胰島細(xì)胞團(tuán)（外可自發(fā)形成類(lèi)胰島細(xì)胞團(tuán)（ islet-like cell clusters , ICCs）. 因此，人們相信因此，人們相信nestin可能也是胰腺干細(xì)胞的標(biāo)志。但可能也是胰腺干細(xì)胞的標(biāo)志。但是，是，NIPs是否確實(shí)是胰腺干細(xì)胞，能否用于細(xì)胞治療必須是否確實(shí)是胰腺干細(xì)胞，能否用于細(xì)胞治療必須進(jìn)一步證實(shí)。進(jìn)一

9、步證實(shí)。2001年起，我們?yōu)榇俗隽艘稽c(diǎn)實(shí)驗(yàn)。年起，我們?yōu)榇俗隽艘稽c(diǎn)實(shí)驗(yàn)。 .12人胎胰腺的人胎胰腺的 nestin nestin 陽(yáng)性細(xì)胞的分布陽(yáng)性細(xì)胞的分布免疫組化技術(shù)顯示免疫組化技術(shù)顯示nestinnestin陽(yáng)性細(xì)胞陽(yáng)性細(xì)胞 nestin 陽(yáng)性細(xì)胞位于胰腺小導(dǎo)管壁及其相連的原始細(xì)胞團(tuán)陽(yáng)性細(xì)胞位于胰腺小導(dǎo)管壁及其相連的原始細(xì)胞團(tuán).13實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟: :人胎胰腺人胎胰腺 nestinnestin陽(yáng)性細(xì)胞的分離、體外培養(yǎng)和陽(yáng)性細(xì)胞的分離、體外培養(yǎng)和生物學(xué)特性檢測(cè)（目的是確認(rèn)生物學(xué)特性檢測(cè)（目的是確認(rèn) NIPsNIPs是胰腺干是胰腺干細(xì)胞）；細(xì)胞）；體外誘導(dǎo)分化體外誘導(dǎo)分化 NIPsNIPs

10、形成能產(chǎn)生胰島素的形成能產(chǎn)生胰島素的 細(xì)胞；細(xì)胞；類(lèi)胰島細(xì)胞團(tuán)類(lèi)胰島細(xì)胞團(tuán) ( (ICCsICCs) )異種體內(nèi)移植異種體內(nèi)移植 糖尿病糖尿病的干細(xì)胞治療實(shí)驗(yàn)研究。的干細(xì)胞治療實(shí)驗(yàn)研究。.14糖尿病小鼠模型制作糖尿病小鼠模型制作 (腹腔注射鏈脲佐菌素腹腔注射鏈脲佐菌素 STZ )腎膜下移植腎膜下移植 ICCs 治療糖尿病治療糖尿病NOD-Scid小鼠小鼠腹腔內(nèi)注射腹腔內(nèi)注射streptozotocin腎膜下移植含腎膜下移植含類(lèi)類(lèi)細(xì)胞的細(xì)胞的ICCs高血糖高血糖 注射注射 STZ前前注射注射STZ后后 移植移植ICCS后后 30 20 10 血糖水平血糖水平(mmol/l) 注射后注射后3 3天

11、小鼠出現(xiàn)天小鼠出現(xiàn)穩(wěn)定的高血糖癥穩(wěn)定的高血糖癥 移植移植4 4天后小鼠天后小鼠血糖明顯下降血糖明顯下降. insulin糖尿病小鼠腎膜下移植糖尿病小鼠腎膜下移植 ICCs 后形態(tài)觀察后形態(tài)觀察免疫組化方法檢測(cè)含胰島素細(xì)胞免疫組化方法檢測(cè)含胰島素細(xì)胞 左腎移植部位左腎移植部位 移植后移植后4040天，移植部位血管增生天，移植部位血管增生免疫組化顯示移植部位的胰島免疫組化顯示移植部位的胰島素陽(yáng)性細(xì)胞素陽(yáng)性細(xì)胞. 移植移植4040天后，移植物在移植部位發(fā)生異常增殖并侵入腎實(shí)質(zhì)，形成導(dǎo)天后，移植物在移植部位發(fā)生異常增殖并侵入腎實(shí)質(zhì)，形成導(dǎo)管、細(xì)胞團(tuán)、血管等結(jié)構(gòu)。管、細(xì)胞團(tuán)、血管等結(jié)構(gòu)。正常正常NOD-

12、Scid小鼠腎膜下移植小鼠腎膜下移植 ICCs 移植部位的組織切片移植部位的組織切片H.E H.E 染色染色.移植移植 ICCs后血糖明顯下降后血糖明顯下降 (P0.05) 糖尿病小鼠腎膜下移植糖尿病小鼠腎膜下移植 ICCs 后血糖水平測(cè)量后血糖水平測(cè)量STZ STZ 處理處理3 3天后所有天后所有NOD-Scid NOD-Scid 小鼠出現(xiàn)高血糖，移植小鼠出現(xiàn)高血糖，移植4 4天后小鼠天后小鼠血糖水平下降至接近正常并保持穩(wěn)定至血糖水平下降至接近正常并保持穩(wěn)定至4040天，未移植的小鼠保天，未移植的小鼠保持高血糖。持高血糖。.18討討 論論 1, 1, 糖尿病小鼠體內(nèi)微環(huán)境對(duì)糖尿病小鼠體內(nèi)微環(huán)

13、境對(duì)ICCsICCs的定向誘導(dǎo)分化作用，可的定向誘導(dǎo)分化作用，可能使糖尿病的干細(xì)胞治療成為可能。能使糖尿病的干細(xì)胞治療成為可能。 在體內(nèi)誘導(dǎo)較體外徹底，在體內(nèi)誘導(dǎo)較體外徹底， 細(xì)胞比例高于體外，能顯著降低糖尿細(xì)胞比例高于體外，能顯著降低糖尿病小鼠血糖水平，說(shuō)明糖尿病小鼠體內(nèi)特殊環(huán)境有利于病小鼠血糖水平，說(shuō)明糖尿病小鼠體內(nèi)特殊環(huán)境有利于ICCsICCs向向 細(xì)胞細(xì)胞分化。分化。 （1 1）糖尿病小鼠的血清可作為胰腺干細(xì)胞體外培養(yǎng)的誘導(dǎo)因子，）糖尿病小鼠的血清可作為胰腺干細(xì)胞體外培養(yǎng)的誘導(dǎo)因子，其中高濃度葡萄糖和胰高血糖素樣肽其中高濃度葡萄糖和胰高血糖素樣肽1 (GLP-1)1 (GLP-1)起主

14、要作用。起主要作用。 （2 2）移植部位血管增生，為生長(zhǎng)和分化提供營(yíng)養(yǎng)並有利于胰島）移植部位血管增生，為生長(zhǎng)和分化提供營(yíng)養(yǎng)並有利于胰島素及時(shí)進(jìn)入血液循環(huán)。素及時(shí)進(jìn)入血液循環(huán)。 .19討討 論論 2, 2, 干細(xì)胞治療的安全性問(wèn)題不容忽視。干細(xì)胞治療的安全性問(wèn)題不容忽視。 （1 1）干細(xì)胞誘導(dǎo)分化的不徹底性有待解決。）干細(xì)胞誘導(dǎo)分化的不徹底性有待解決。ICCsICCs在正常小鼠體內(nèi)的在正常小鼠體內(nèi)的異常增殖，反映異常增殖，反映ICCsICCs中存在較多未分化細(xì)胞，如何控制誘導(dǎo)分化的中存在較多未分化細(xì)胞，如何控制誘導(dǎo)分化的方向和純度並有效抑制可能的惡性增殖是目前干細(xì)胞治療研究碰到的方向和純度並有效

15、抑制可能的惡性增殖是目前干細(xì)胞治療研究碰到的棘手問(wèn)題。棘手問(wèn)題。 （2 2）干細(xì)胞移植會(huì)不會(huì)致癌仍是有待解決的問(wèn)題。）干細(xì)胞移植會(huì)不會(huì)致癌仍是有待解決的問(wèn)題。腫瘤干細(xì)胞腫瘤干細(xì)胞 (cancer stem cell) (cancer stem cell) 理論認(rèn)為干細(xì)胞與癌細(xì)胞在增殖調(diào)節(jié)機(jī)制方面有理論認(rèn)為干細(xì)胞與癌細(xì)胞在增殖調(diào)節(jié)機(jī)制方面有著相同的信號(hào)途徑和調(diào)控因子，癌癥可能起源于異?；罨母杉?xì)胞。著相同的信號(hào)途徑和調(diào)控因子，癌癥可能起源于異?；罨母杉?xì)胞。ABCG2ABCG2是一種干細(xì)胞標(biāo)志分子，同時(shí)又是多種癌細(xì)胞的抗藥基因，是一種干細(xì)胞標(biāo)志分子，同時(shí)又是多種癌細(xì)胞的抗藥基因，可能是聯(lián)系干細(xì)胞

16、和癌細(xì)胞的分子基礎(chǔ)之一?？赡苁锹?lián)系干細(xì)胞和癌細(xì)胞的分子基礎(chǔ)之一。.20討討 論論3, 3, 胰腺干細(xì)胞治療的免疫排斥問(wèn)題沒(méi)有完全解決。胰腺干細(xì)胞治療的免疫排斥問(wèn)題沒(méi)有完全解決。 （1 1）異體移植的免疫排斥）異體移植的免疫排斥 （2 2）自身免疫反應(yīng)）自身免疫反應(yīng) I 型糖尿病是一種自身免疫性疾病，自身型糖尿病是一種自身免疫性疾病，自身 細(xì)胞被細(xì)胞被自己的自己的 T 細(xì)胞誤認(rèn)為細(xì)胞誤認(rèn)為 異已細(xì)胞而遭受免疫攻擊。因此即異已細(xì)胞而遭受免疫攻擊。因此即使自身的干細(xì)胞移植，可以避免異體免疫排斥，可能仍會(huì)使自身的干細(xì)胞移植，可以避免異體免疫排斥，可能仍會(huì)遭遇自身免疫反應(yīng)。遭遇自身免疫反應(yīng)。.21結(jié)論結(jié)論 從人胎胰分離的從人胎胰分離的 nestin nestin 陽(yáng)性細(xì)胞表達(dá)陽(yáng)性細(xì)胞表達(dá)ABCG2ABCG2，具有干細(xì)胞特性，在體外能誘導(dǎo)分化成，具有干細(xì)胞特性，在體外能誘導(dǎo)分化成有功能的有功能的細(xì)胞，移植至糖尿病小