干细胞移植治疗糖尿病进展

关于干细胞移植治疗糖尿病进展2干细胞

stemcell未分化细胞自我更新

(self-renew)无限增殖体外长期培养多向分化潜能

(multipotential)第2页,共23页，2024年2月25日，星期天3干细胞的类型：

胚胎干细胞embryonicstemcells

胚胎干细胞主要是指来自囊胚内细胞团的细胞，有自我更新和多向分化潜能，可以分化为内、中、外三个胚层的各类细胞。成体干细胞

adultstemcells

成体干细胞是处于干细胞状态的成体细胞，包括成年和未成年动物组织中的各种干细胞，因此又称为组织干细胞。如神经干细胞、造血干细胞、骨髓间质干细胞、上皮干细胞、肝干细胞、胰腺干细胞等。第3页,共23页，2024年2月25日，星期天糖尿病发病机制第4页,共23页，2024年2月25日，星期天干细胞治疗机制疾病发病机制干细胞治疗机制结构改变内环境变化细胞/组织破坏缺乏血供;免疫功能紊乱;缺乏生长与营养因子；自由基;提供外源性干细胞；刺激内源性干细胞；分化－结构重建

促进血管再生；

调节免疫功能；分泌生长与营养因子；清除自由基；干细胞治疗糖尿病机制第5页,共23页，2024年2月25日，星期天干细胞治疗糖尿病机制干细胞对胰岛β细胞的修复干细胞对其他胰岛素分泌细胞的修复

干细胞对胰岛素抵抗的作用第6页,共23页，2024年2月25日，星期天目前应用的干细胞能够用分化为胰岛β细胞的成体干细胞：胰腺干细胞肝干细胞骨髓干细胞肠干细胞等第7页,共23页，2024年2月25日，星期天国内外研究现状研究者时间细胞类型回输方式结果航天中心医院血液内分泌科王意忠2009年1月自体外周血干细胞经动脉移植患者目前情况良好，血糖基本稳定，治疗取得了初步成功。第三军医大学重庆新桥医院2006年自体骨髓干细胞移植从患者自体骨髓中采集到的干细胞植入胰腺中经过一周术后观察，其胰岛素用量比手术前明显减少，血糖一直控制在正常值以内，比手术前有明显改善青岛大学附属医院2006年自体骨髓干细胞经胰腺血管插管移植1.100例,多数患者2周起效，且有低血糖表现。2.OAD及胰岛素用量减少。3.胰岛功能改善及血糖改善好转率63%左右第8页,共23页，2024年2月25日，星期天国内外研究现状青岛大学医学院附属医院内分泌科经骨髓穿刺技术抽取糖尿病患者自身的骨髓,分离出多能干细胞经皮血管介入的方式将干细胞移植到胰腺内1.

60例患者有49例疗效显著2.有效者表现为减少或停用胰岛素及口服降糖药后,血糖仍维持在正常或接近正常水平。中国南京军区福州总医院，美国迈阿密大学糖尿病研究所，欧洲意大利米兰大学，南美阿根廷国家干细胞中心，哥伦比亚5家国际合作单位2008年3月-2010年3月自体骨髓间充质+骨髓干细胞+高压氧治疗胰动脉介入该国际多中心协作组进行了25例预实验，达到初步预期效果。停用胰岛素或口服降糖药物后血糖维持正常，糖化血红蛋白由术前平均8.8±1.9%，降至术后平均6.5±1.2%。所有使用胰岛素的患者均出现了胰岛素用量下降，术前57.8±24.5单位/天，术后最终21.6±15.4单位/天。通过各种资料的统计分析，证实这项干细胞治疗2型糖尿病的技术在不依靠口服降糖药或胰岛素的前提下，大大提高了患者的胰岛功能，明显改善了血糖控制，逆转了2型糖尿病的病情，给患者带来前所未有的获益。临床安全性高，已经进行治疗的2型糖尿病未出现任何明显的治疗相关并发症。第9页,共23页，2024年2月25日，星期天10

I型糖尿病的治疗外源胰岛素治疗胰腺或胰岛移植干细胞治疗：

胚胎干细胞诱导分化成β细胞细胞移植基因导入使其表达胰岛素细胞移植胰腺干细胞诱导分化成β细胞细胞移植第10页,共23页，2024年2月25日，星期天11胰腺干细胞的标志

1990年，Lendahl等人发现神经干细胞中存在一种新的中间丝蛋白—巢蛋白（nestin），现在nestin已是公认的神经干细胞标志之一。

2000年，Hunziker和Stein发现胰腺导管和胰岛中也存在nestin阳性细胞。

2001年，Zulewski等人从胰腺中分离到nestin阳性细胞，将其命名为NIPs（nestin-positiveislet-derivedprogenitorcells），并发现具有多向分化潜能(multipotential)，在体外可自发形成类胰岛细胞团（islet-likecellclusters,ICCs）.

因此，人们相信nestin可能也是胰腺干细胞的标志。但是，NIPs是否确实是胰腺干细胞，能否用于细胞治疗必须进一步证实。2001年起，我们为此做了一点实验。

第11页,共23页，2024年2月25日，星期天12人胎胰腺的nestin阳性细胞的分布

免疫组化技术显示nestin阳性细胞

nestin阳性细胞位于胰腺小导管壁及其相连的原始细胞团第12页,共23页，2024年2月25日，星期天13实验步骤:人胎胰腺

nestin阳性细胞的分离、体外培养和生物学特性检测（目的是确认NIPs是胰腺干细胞）；体外诱导分化NIPs形成能产生胰岛素的β细胞；类胰岛细胞团(ICCs)异种体内移植—

糖尿病的干细胞治疗实验研究。第13页,共23页，2024年2月25日，星期天14糖尿病小鼠模型制作(腹腔注射链脲佐菌素STZ)

肾膜下移植ICCs治疗糖尿病NOD-Scid小鼠腹腔内注射streptozotocin肾膜下移植含类β细胞的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天小鼠出现稳定的高血糖症

移植4天后小鼠血糖明显下降第14页,共23页，2024年2月25日，星期天

insulin糖尿病小鼠肾膜下移植ICCs后形态观察

免疫组化方法检测含胰岛素细胞

左肾移植部位

移植后40天，移植部位血管增生免疫组化显示移植部位的胰岛素阳性细胞第15页,共23页，2024年2月25日，星期天

移植40天后，移植物在移植部位发生异常增殖并侵入肾实质，形成导管、细胞团、血管等结构。正常NOD-Scid小鼠肾膜下移植ICCs

移植部位的组织切片H.E染色第16页,共23页，2024年2月25日，星期天移植ICCs后血糖明显下降(P<0.05)

糖尿病小鼠肾膜下移植ICCs后血糖水平测量STZ处理3天后所有NOD-Scid小鼠出现高血糖，移植4天后小鼠血糖水平下降至接近正常并保持稳定至40天，未移植的小鼠保持高血糖。第17页,共23页，2024年2月25日，星期天18讨论

1,糖尿病小鼠体内微环境对ICCs的定向诱导分化作用，可能使糖尿病的干细胞治疗成为可能。

在体内诱导较体外彻底，β细胞比例高于体外，能显著降低糖尿病小鼠血糖水平，说明糖尿病小鼠体内特殊环境有利于ICCs向β细胞分化。（1）糖尿病小鼠的血清可作为胰腺干细胞体外培养的诱导因子，其中高浓度葡萄糖和胰高血糖素样肽1(GLP-1)起主要作用。（2）移植部位血管增生，为生长和分化提供营养並有利于胰岛素及时进入血液循环。

第18页,共23页，2024年2月25日，星期天19讨论

2,干细胞治疗的安全性问题不容忽视。（1）干细胞诱导分化的不彻底性有待解决。ICCs在正常小鼠体内的异常增殖，反映ICCs中存在较多未分化细胞，如何控制诱导分化的方向和纯度並有效抑制可能的恶性增殖是目前干细胞治疗研究碰到的棘手问题。（2）干细胞移植会不会致癌仍是有待解决的问题。‘肿瘤干细胞’(cancerstemcell)理论认为干细胞与癌细胞在增殖调节机制方面有着相同的信号途径和调控因子，癌症可能起源于异常活化的干细胞。ABCG2是一种干细胞标志分子，同时又是多种癌细胞的抗药基因，可能是联系干细胞和癌细胞的分子基础之一。第19页,共23页，2024年2月25日，星期天20

讨论3,胰腺干细胞治疗的免疫排斥问题没有完全解决。

（1）异体移植的免疫排斥（2）自身免疫反应

I型糖尿病是一种自身免疫性疾病，自身β细胞被自己的T细胞误认为异已细胞而遭受免疫攻击。因此即使自身的干细胞移植，可以避免异体免疫排斥，可能仍会遭遇自身免疫反应。第20页,共23页，2024年2月25日，星期天21

结论

从人胎胰分离的nestin阳性细胞表达ABCG2，具有干细胞特性，在体外能诱导分化成有功能的β细胞，移植至糖尿病小鼠体内可产生胰岛素、降低血糖水平。胰腺