糖尿病細(xì)胞治療的方法及機(jī)理探索.pdf

1、糖尿病是一種慢性代謝疾病,其最主要的兩種類(lèi)型為1型糖尿病和2糖尿病,前者表現(xiàn)為胰島素的絕對(duì)不足,后者早期表現(xiàn)胰島素的相對(duì)不足,晚期亦因胰島失代償而表現(xiàn)為胰島素的絕對(duì)不足。因此如何為糖尿病患者提供有效的胰島素供給,成為糖尿病治療領(lǐng)域的重要課題之一。胰島/胰腺移植做為一種很有前景的治療手段,與傳統(tǒng)的外源胰島素注射相比,可提供更長(zhǎng)時(shí)和動(dòng)態(tài)的胰島素供應(yīng)。尤其是胰島移植,因其具有手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)小、可重復(fù)操作等有點(diǎn),近些年在基礎(chǔ)研究和臨床領(lǐng)域受到了廣泛的

2、關(guān)注。但是胰島移植通常需要至少2～3份的供體來(lái)源,才能有效控制血糖。這種因?qū)w的大量需求而造成供體組織來(lái)源嚴(yán)重不足,成為困擾胰島移植治療手段推廣的主要問(wèn)題之一。
　　以解決胰島供體不足為目的,通過(guò)體外培養(yǎng)增殖的手段,獲得大量表達(dá)胰島素的類(lèi)β細(xì)胞,是一個(gè)很有希望的細(xì)胞治療策略。大量基于動(dòng)物模型和臨床患者的研究支持胰島再于成年個(gè)體中的存在,這一結(jié)果提示可利用源于胰腺組織的細(xì)胞,在體外通過(guò)對(duì)體內(nèi)胰島再生過(guò)程的模擬或其他途徑,獲得相對(duì)大

3、量的胰島/類(lèi)胰島細(xì)胞來(lái)源。不同研究組通過(guò)各異的策略,如選擇性培養(yǎng)、流式細(xì)胞分離、克隆培養(yǎng)等,達(dá)到了體外重建胰島/類(lèi)胰島的胰島素分泌細(xì)胞這一目的。此類(lèi)研究中最多涉及到的選擇性培養(yǎng)手段,一般包括胰腺細(xì)胞在生長(zhǎng)因子等條件刺激下的增殖/去分化,和在撤去生長(zhǎng)因子等條件下的停止增殖/再分化兩個(gè)步驟。目前雖然可通過(guò)各種方法達(dá)到擴(kuò)增胰島細(xì)胞的目的,但是針對(duì)擴(kuò)增得到的增殖型去分化細(xì)胞,使其重新分化為具有完整內(nèi)分泌功能的胰島細(xì)胞的努力并不十分理想,尤其是關(guān)

4、于再分化得到的胰島素分泌的移植治療效果鮮見(jiàn)報(bào)道。同時(shí)保持增殖能力的去分化細(xì)胞,是否有能力在體完成向胰島細(xì)胞的分化,這一問(wèn)題也有待進(jìn)一步探究。本研究第一部分利用堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(basicfibroblastgrowthfactor,bFGF)刺激胰島細(xì)胞,使其旺盛增殖,并命名這種增殖細(xì)胞為胰島制備物來(lái)源的增殖細(xì)胞(IsletPreparationderivedProliferatingCells,IPPC)。在本研究中無(wú)論是IPP

5、C,還是體外培養(yǎng)的IP細(xì)胞(invitroculturedIPCells,IPC)在培養(yǎng)過(guò)程中都表現(xiàn)出胰島內(nèi)分泌功能的逐漸喪失,以及祖細(xì)胞標(biāo)志基因Nes和β細(xì)胞增殖/去分化關(guān)鍵基因c-myc表達(dá)的上調(diào)等去分化特征?？紤]到糖尿病動(dòng)物模型體內(nèi)微環(huán)境可能有利于增殖細(xì)胞的再分化,采用培養(yǎng)第15天的IPPC通過(guò)肝門(mén)靜脈途徑對(duì)糖尿病大鼠進(jìn)行移植治療。接受IPPC移植的糖尿病大鼠表現(xiàn)出血糖降低、體重增加、葡萄糖耐受改善和血清胰島素含量提高等各方面糖尿

6、病癥狀的緩解,說(shuō)明IPPC移植具有移植治療糖尿病的潛力。做為對(duì)IPPC治療糖尿病機(jī)理的初步探索,IPPC移植改善糖尿病癥狀的機(jī)制可能與肝臟異位胰島素表達(dá),以及胰島的再生或保護(hù)相關(guān)。此結(jié)果第一次展示了去來(lái)源于胰島制備物的增殖/去分化細(xì)胞,具有治療糖尿病的潛力。
　　很多研究組都有報(bào)道來(lái)源于胰腺組織的增殖型細(xì)胞,然而對(duì)于這種細(xì)胞的本質(zhì),以及胰島細(xì)胞在體外培養(yǎng)過(guò)程中功能迅速喪失的機(jī)理,目前仍沒(méi)有很全面的研究。蛋白質(zhì)組學(xué)做為近些年新興的檢

7、測(cè)手段,直接以細(xì)胞生命活動(dòng)的主要承載體——蛋白質(zhì)為研究對(duì)象,為探究各種生命過(guò)程提供了更有效更全面的手段。本研究第二部分對(duì)新鮮胰島分離物、10天培養(yǎng)的胰島分離物和培養(yǎng)10天的IPPC進(jìn)行了比較蛋白質(zhì)組研究。共鑒定到蛋白質(zhì)1897種,涉及已知通路152條;其中170種蛋白質(zhì)在至少兩組問(wèn)具有顯著差異,涉及己知通路60條。系統(tǒng)聚類(lèi)的結(jié)果表明體外培養(yǎng)的胰島細(xì)胞,無(wú)論是否添加bFGF,都與新鮮分離胰島有著顯著的差異。另一方面經(jīng)過(guò)培養(yǎng)的細(xì)胞之間的蛋白

8、質(zhì)表達(dá)譜差異則很小,僅當(dāng)以少數(shù)極顯著差異蛋白質(zhì)聚類(lèi)時(shí),同組樣品才能夠有效的聚類(lèi)。總體來(lái)講,胰島細(xì)胞在體外培養(yǎng)過(guò)程蛋白質(zhì)表達(dá)譜產(chǎn)生了相當(dāng)大的變化,說(shuō)明胰島細(xì)胞在培養(yǎng)過(guò)程形態(tài)、功能上發(fā)生了大量的改變;同時(shí)在bFGF的刺激下旺盛增殖的細(xì)胞并未表現(xiàn)出與對(duì)照培養(yǎng)細(xì)胞相比十分明顯的差異,說(shuō)明bFGF僅對(duì)少數(shù)蛋白表達(dá)水平產(chǎn)生影響,進(jìn)一步提示體外培養(yǎng)胰島細(xì)胞的增殖過(guò)程可能僅受少數(shù)基因/蛋白質(zhì)的調(diào)控。此部分?jǐn)?shù)據(jù)為胰島細(xì)胞在體外培養(yǎng)過(guò)程中,以及不同的培養(yǎng)和