糖尿病細胞治療的方法及機理探索.pdf

1、糖尿病是一種慢性代謝疾病,其最主要的兩種類型為1型糖尿病和2糖尿病,前者表現(xiàn)為胰島素的絕對不足,后者早期表現(xiàn)胰島素的相對不足,晚期亦因胰島失代償而表現(xiàn)為胰島素的絕對不足。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,可提供更長時和動態(tài)的胰島素供應。尤其是胰島移植,因其具有手術風險小、可重復操作等有點,近些年在基礎研究和臨床領域受到了廣泛的

2、關注。但是胰島移植通常需要至少2～3份的供體來源,才能有效控制血糖。這種因對供體的大量需求而造成供體組織來源嚴重不足,成為困擾胰島移植治療手段推廣的主要問題之一。
　　以解決胰島供體不足為目的,通過體外培養(yǎng)增殖的手段,獲得大量表達胰島素的類β細胞,是一個很有希望的細胞治療策略。大量基于動物模型和臨床患者的研究支持胰島再于成年個體中的存在,這一結果提示可利用源于胰腺組織的細胞,在體外通過對體內胰島再生過程的模擬或其他途徑,獲得相對大

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

4、于再分化得到的胰島素分泌的移植治療效果鮮見報道。同時保持增殖能力的去分化細胞,是否有能力在體完成向胰島細胞的分化,這一問題也有待進一步探究。本研究第一部分利用堿性成纖維細胞生長因子(basicfibroblastgrowthfactor,bFGF)刺激胰島細胞,使其旺盛增殖,并命名這種增殖細胞為胰島制備物來源的增殖細胞(IsletPreparationderivedProliferatingCells,IPPC)。在本研究中無論是IPP

5、C,還是體外培養(yǎng)的IP細胞(invitroculturedIPCells,IPC)在培養(yǎng)過程中都表現(xiàn)出胰島內分泌功能的逐漸喪失,以及祖細胞標志基因Nes和β細胞增殖/去分化關鍵基因c-myc表達的上調等去分化特征。考慮到糖尿病動物模型體內微環(huán)境可能有利于增殖細胞的再分化,采用培養(yǎng)第15天的IPPC通過肝門靜脈途徑對糖尿病大鼠進行移植治療。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,說明IPPC移植具有移植治療糖尿病的潛力。做為對IPPC治療糖尿病機理的初步探索,IPPC移植改善糖尿病癥狀的機制可能與肝臟異位胰島素表達,以及胰島的再生或保護相關。此結果第一次展示了去來源于胰島制備物的增殖/去分化細胞,具有治療糖尿病的潛力。
　　很多研究組都有報道來源于胰腺組織的增殖型細胞,然而對于這種細胞的本質,以及胰島細胞在體外培養(yǎng)過程中功能迅速喪失的機理,目前仍沒有很全面的研究。蛋白質組學做為近些年新興的檢

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

8、質表達譜差異則很小,僅當以少數(shù)極顯著差異蛋白質聚類時,同組樣品才能夠有效的聚類?？傮w來講,胰島細胞在體外培養(yǎng)過程蛋白質表達譜產(chǎn)生了相當大的變化,說明胰島細胞在培養(yǎng)過程形態(tài)、功能上發(fā)生了大量的改變;同時在bFGF的刺激下旺盛增殖的細胞并未表現(xiàn)出與對照培養(yǎng)細胞相比十分明顯的差異,說明bFGF僅對少數(shù)蛋白表達水平產(chǎn)生影響,進一步提示體外培養(yǎng)胰島細胞的增殖過程可能僅受少數(shù)基因/蛋白質的調控。此部分數(shù)據(jù)為胰島細胞在體外培養(yǎng)過程中,以及不同的培養(yǎng)和