干細胞移植治療糖尿病進展

關于干細胞移植治療糖尿病進展第1頁，共23頁，2022年，5月20日，13點35分，星期三2干細胞

stemcell未分化細胞自我更新

(self-renew)無限增殖體外長期培養(yǎng)多向分化潛能

(multipotential)第2頁，共23頁，2022年，5月20日，13點35分，星期三3干細胞的類型：

胚胎干細胞embryonicstemcells

胚胎干細胞主要是指來自囊胚內細胞團的細胞，有自我更新和多向分化潛能，可以分化為內、中、外三個胚層的各類細胞。成體干細胞

adultstemcells

成體干細胞是處于干細胞狀態(tài)的成體細胞，包括成年和未成年動物組織中的各種干細胞，因此又稱為組織干細胞。如神經干細胞、造血干細胞、骨髓間質干細胞、上皮干細胞、肝干細胞、胰腺干細胞等。第3頁，共23頁，2022年，5月20日，13點35分，星期三糖尿病發(fā)病機制第4頁，共23頁，2022年，5月20日，13點35分，星期三干細胞治療機制疾病發(fā)病機制干細胞治療機制結構改變內環(huán)境變化細胞/組織破壞缺乏血供;免疫功能紊亂;缺乏生長與營養(yǎng)因子；自由基;提供外源性干細胞；刺激內源性干細胞；分化－結構重建

促進血管再生；

調節(jié)免疫功能；分泌生長與營養(yǎng)因子；清除自由基；干細胞治療糖尿病機制第5頁，共23頁，2022年，5月20日，13點35分，星期三干細胞治療糖尿病機制干細胞對胰島β細胞的修復干細胞對其他胰島素分泌細胞的修復

干細胞對胰島素抵抗的作用第6頁，共23頁，2022年，5月20日，13點35分，星期三目前應用的干細胞能夠用分化為胰島β細胞的成體干細胞：胰腺干細胞肝干細胞骨髓干細胞腸干細胞等第7頁，共23頁，2022年，5月20日，13點35分，星期三國內外研究現(xiàn)狀研究者時間細胞類型回輸方式結果航天中心醫(yī)院血液內分泌科王意忠2009年1月自體外周血干細胞經動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)大學重慶新橋醫(yī)院2006年自體骨髓干細胞移植從患者自體骨髓中采集到的干細胞植入胰腺中經過一周術后觀察，其胰島素用量比手術前明顯減少，血糖一直控制在正常值以內，比手術前有明顯改善青島大學附屬醫(yī)院2006年自體骨髓干細胞經胰腺血管插管移植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率63%左右第8頁，共23頁，2022年，5月20日，13點35分，星期三國內外研究現(xiàn)狀青島大學醫(yī)學院附屬醫(yī)院內分泌科經骨髓穿刺技術抽取糖尿病患者自身的骨髓,分離出多能干細胞經皮血管介入的方式將干細胞移植到胰腺內1.

60例患者有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,血糖仍維持在正常或接近正常水平。中國南京軍區(qū)福州總醫(yī)院，美國邁阿密大學糖尿病研究所，歐洲意大利米蘭大學，南美阿根廷國家干細胞中心，哥倫比亞5家國際合作單位2008年3月-2010年3月自體骨髓間充質+骨髓干細胞+高壓氧治療胰動脈介入該國際多中心協(xié)作組進行了25例預實驗，達到初步預期效果。停用胰島素或口服降糖藥物后血糖維持正常，糖化血紅蛋白由術前平均8.8±1.9%，降至術后平均6.5±1.2%。所有使用胰島素的患者均出現(xiàn)了胰島素用量下降，術前57.8±24.5單位/天，術后最終21.6±15.4單位/天。通過各種資料的統(tǒng)計分析，證實這項干細胞治療2型糖尿病的技術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，逆轉了2型糖尿病的病情，給患者帶來前所未有的獲益。臨床安全性高，已經進行治療的2型糖尿病未出現(xiàn)任何明顯的治療相關并發(fā)癥。第9頁，共23頁，2022年，5月20日，13點35分，星期三10

I型糖尿病的治療外源胰島素治療胰腺或胰島移植干細胞治療：

胚胎干細胞誘導分化成β細胞細胞移植基因導入使其表達胰島素細胞移植胰腺干細胞誘導分化成β細胞細胞移植第10頁，共23頁，2022年，5月20日，13點35分，星期三11胰腺干細胞的標志

1990年，Lendahl等人發(fā)現(xiàn)神經干細胞中存在一種新的中間絲蛋白—巢蛋白（nestin），現(xiàn)在nestin已是公認的神經干細胞標志之一。

2000年，Hunziker和Stein發(fā)現(xiàn)胰腺導管和胰島中也存在nestin陽性細胞。

2001年，Zulewski等人從胰腺中分離到nestin陽性細胞，將其命名為NIPs（nestin-positiveislet-derivedprogenitorcells），并發(fā)現(xiàn)具有多向分化潛能(multipotential)，在體外可自發(fā)形成類胰島細胞團（islet-likecellclusters,ICCs）.

因此，人們相信nestin可能也是胰腺干細胞的標志。但是，NIPs是否確實是胰腺干細胞，能否用于細胞治療必須進一步證實。2001年起，我們?yōu)榇俗隽艘稽c實驗。

第11頁，共23頁，2022年，5月20日，13點35分，星期三12人胎胰腺的nestin陽性細胞的分布

免疫組化技術顯示nestin陽性細胞

nestin陽性細胞位于胰腺小導管壁及其相連的原始細胞團第12頁，共23頁，2022年，5月20日，13點35分，星期三13實驗步驟:人胎胰腺

nestin陽性細胞的分離、體外培養(yǎng)和生物學特性檢測（目的是確認NIPs是胰腺干細胞）；體外誘導分化NIPs形成能產生胰島素的β細胞；類胰島細胞團(ICCs)異種體內移植—

糖尿病的干細胞治療實驗研究。第13頁，共23頁，2022年，5月20日，13點35分，星期三14糖尿病小鼠模型制作(腹腔注射鏈脲佐菌素STZ)

腎膜下移植ICCs治療糖尿病NOD-Scid小鼠腹腔內注射streptozotocin腎膜下移植含類β細胞的ICCs高血糖

注射STZ前注射STZ后

移植ICCS后

302010

血糖水平(mmol/l)

注射后3天小鼠出現(xiàn)穩(wěn)定的高血糖癥

移植4天后小鼠血糖明顯下降第14頁，共23頁，2022年，5月20日，13點35分，星期三

insulin糖尿病小鼠腎膜下移植ICCs后形態(tài)觀察

免疫組化方法檢測含胰島素細胞

左腎移植部位

移植后40天，移植部位血管增生免疫組化顯示移植部位的胰島素陽性細胞第15頁，共23頁，2022年，5月20日，13點35分，星期三

移植40天后，移植物在移植部位發(fā)生異常增殖并侵入腎實質，形成導管、細胞團、血管等結構。正常NOD-Scid小鼠腎膜下移植ICCs

移植部位的組織切片H.E染色第16頁，共23頁，2022年，5月20日，13點35分，星期三移植ICCs后血糖明顯下降(P<0.05)

糖尿病小鼠腎膜下移植ICCs后血糖水平測量STZ處理3天后所有NOD-Scid小鼠出現(xiàn)高血糖，移植4天后小鼠血糖水平下降至接近正常并保持穩(wěn)定至40天，未移植的小鼠保持高血糖。第17頁，共23頁，2022年，5月20日，13點35分，星期三18討論

1,糖尿病小鼠體內微環(huán)境對ICCs的定向誘導分化作用，可能使糖尿病的干細胞治療成為可能。

在體內誘導較體外徹底，β細胞比例高于體外，能顯著降低糖尿病小鼠血糖水平，說明糖尿病小鼠體內特殊環(huán)境有利于ICCs向β細胞分化。（1）糖尿病小鼠的血清可作為胰腺干細胞體外培養(yǎng)的誘導因子，其中高濃度葡萄糖和胰高血糖素樣肽1(GLP-1)起主要作用。（2）移植部位血管增生，為生長和分化提供營養(yǎng)並有利于胰島素及時進入血液循環(huán)。

第18頁，共23頁，2022年，5月20日，13點35分，星期三19討論

2,干細胞治療的安全性問題不容忽視。（1）干細胞誘導分化的不徹底性有待解決。ICCs在正常小鼠體內的異常增殖，反映ICCs中存在較多未分化細胞，如何控制誘導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胞治療研究碰到的棘手問題。（2）干細胞移植會不會致癌仍是有待解決的問題?！[瘤干細胞’(cancerstemcell)理論認為干細胞與癌細胞在增殖調節(jié)機制方面有著相同的信號途徑和調控因子，癌癥可能起源于異?；罨母杉毎?。ABCG2是一種干細胞標志分子，同時又是多種癌細胞的抗藥基因，可能是聯(lián)系干細胞和癌細胞的分子基礎之一。第19頁，共23頁，2022年，5月20日，13點35分，星期三20

討論3,胰腺干細胞治療的免疫排斥問題沒有完全解決。

（1）異體移植的免疫排斥（2）自身免疫反應

I型糖尿病是一種自身免疫性疾病，自身β細胞被自己的T細胞誤認為異已細胞而遭受免疫攻擊。因此即使自身的干細胞移植，可以避免異體免疫排斥，可能仍會遭遇自身免疫反應。第20頁，共23頁，2022年，5月20日，13點35分，星期三21

結論

從人胎胰分離的nestin陽性細胞表達ABCG2，具有干細胞特性，在體外能誘導分化成有功能的β細胞，移植至糖尿病小鼠體內可產生胰島素、降