胰岛素分泌细胞的来源

糖尿病是严重危害人类健康的重大疾病之一。且近年来此病的发病率星上升趋势,目前治疗该病的有效方法是胰岛索治疗,给社会和家庭带来了沉重的负担。胰岛移植虽是治疗此病的有效手段,但面临胰岛供体匮乏,免疫排斥以及使用免疫抑制剂给病人带来痛苦等困难。能找到可以避免上述困难又能有效分泌胰岛素的细胞将给亿万糖尿病病人带来福音。     

不同病程非胰岛素依赖型糖尿病人的胰岛素分泌反应

磺脲类药物继发性失效是非胰岛素依赖型糖尿病(NIDDM)治疗过程中较难克服的问题,随着(?)程的延长,其发生率有增多趋势,为了解不同病程NIDDM发生继发性失效的规律,我们分析了283例未使用过胰岛素的NIDDM胰岛素分泌曲线,以图对其治疗有所帮助。 对象和方法 一、对象:在我院住院的符合WHO诊断标准的NIDDM 283人(男157,女126),全部病例均末使用过胰岛素,年龄36～77岁,平均55.38±11.74岁,病程1～32年。按病程<3年,3～6年,6～9年,>9年分为4组。 二、方法:受试者隔夜禁食12小时,进食馒头100克,于进食前及进食后0.5、1、2、3小时抽血测定胰岛素及C肽值,胰岛素及C肽测定均用RIA法,试剂盒由中国原子能研究院提供,仪器用北京核仪器厂生产的FT-630型微机多探头放免测定仪。显著性检验用t检验。 结果 不同病程的NIDDM不同时相的胰岛素及C肽结果分别见表1和表2。     

神经前体细胞不是胚胎干细胞向胰岛素分泌细胞分化的必经途径

探讨胚胎干细胞向胰岛素分泌细胞分化的途径,对胰腺组织工程的临床运用有重要意义。将胚胎干细胞在有小鼠胚胎成纤维细胞饲养层和白血病抑制因子的条件下培养扩增后,再将扩增后的胚胎干细胞不经过神经前体细胞阶段直接诱导为胰岛素分泌细胞,并与传统的多阶段诱导(经过神经前体细胞阶段)进行比较。结果发现,胚胎干细胞脱离饲养层细胞后,经过9~10d的分化诱导,可以分化为具有胰岛β-细胞特征的胰岛素分泌细胞。与传统的多阶段诱导方法相比,诱导过程简化,诱导时间缩短,所得到的胰岛素分泌细胞数量无明显差异。说明胚胎干细胞向胰岛素分泌细胞分化存在多条途径。神经前体细胞阶段不是胚胎干细胞向胰岛素分泌细胞分化的必须途径。用传统的多阶段分化诱导法和直接诱导法都可以将胚胎干细胞诱导成胰岛素分泌细胞。     

不同培养时间对NIT-1细胞胰岛素分泌及相关基因表达的影响

目的：研究体外生理浓度葡萄糖培养胰岛β细胞株NIT-1细胞在不同时间出现的功能变化及其可能机制。方法：观察5.6 mmol/L葡萄糖浓度的DMEM完全培养基培养的NIT-1细胞在 8周培养时间内细胞的形态变化；胰岛素免疫细胞化学染色；应用放射免疫法测定8周葡萄糖刺激的胰岛素分泌水平；并以RT-PCR半定量测定各基因Insulin、Glut2、GK、PDX-1、NeuroD1、Pax4、Pax6 mRNA表达水平变化。结果：（1）传代培养过程中细胞生长良好呈多边形，不同培养时间的NIT-1细胞形态无显著差异；（2）胰岛素免疫细胞化学染色示GSIS组胞浆染色阳性，呈淡黄褐色；（3）1-8周每周测定的葡萄糖刺激的胰岛素分泌（GSIS）与第1周数据比较，显示胰岛细胞分泌功能改变差异显著（P<0.05）；（4）1-8周每周测定的胰岛素基因、PDX-1基因、GK基因、Glut2基因、NeuroD1基因和Pax6基因mRNA的表达与第1周比较，显示基因mRNA的改变差异显著（P<0.05）； Pax4基因mRNA的改变无显著差异（P>0.05）。结论: 生理浓度葡萄糖培养的NIT-1细胞的葡萄糖刺激的胰岛素分泌功能随体外培养时间的延长呈逐步下降趋势；这可能与维持β细胞功能有关的基因Insulin、PDX-1、 GK、Glut2、NeuroD1 和 Pax6 表达下降有关。     

胚胎干细胞R1诱导成胰岛素分泌细胞团的研究

目的 建立体外培养和扩增胚胎干细胞R1(ES-R1)的最佳条件;利用多种生长因子,优化培养条件,体外定向诱导ES-R1分化为胰岛素分泌细胞(IPCs).方法 以丝裂霉索-C处理的MEF为饲养层,培养液中加白血病抑制因子(LIF),ES-R1维持未分化状态并扩增,进行碱性磷酸酶染色.胚胎干细胞(ESCs)悬浮培养制成拟胚体(EBs),对培养至第4d的EBs开始定向诱导,依次加入无血清的ITS培养液,胰岛前体细胞增殖培养液和胰岛分化培养液,每种培养液内各培养6d,获得形态功能较成熟的IPCs.采用DTZ染色、免疫荧光染色、胰岛素刺激实验等方法对IPCs进行检测.结果 ESCs在饲养层细胞上呈克隆状生长,经碱性磷酸酶染色为阳性;EBs经3种诱导液诱导成三维立体的IPCs,IPCs被DTZ染成猩红色,胰岛素和胰高血糖素阳性表达,胰岛素刺激实验阳性.结论 ES-R1在体外培养时,用MEF做饲养层,培养液中添加一定浓度的LIF,可以最好地保持未分化状态并大量增殖.用分阶段添加不同生长因子的方法诱导ES-R1定向分化生成的IPCs在形态和功能上具有胰岛的特性.     

小鼠iPSCs诱导分化为胰岛素分泌细胞及治疗糖尿病的实验研究

 目的: 利用3步法诱导方案,使小鼠诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)分化为胰岛素分泌细胞(insulin-producing cells,IPCs),观察诱导效率和成熟度,并观察其对糖尿病小鼠治疗效果。方法: 本实验室通过piggyBac转座子将C57/C雄性小鼠来源胚胎成纤维细胞(mouse embryonic fibroblasts,MEFs)构建为小鼠iPSCs,利用3步法诱导方案分化为IPCs,观察细胞分化过程中的形态变化;RT-PCR和免疫荧光检测其胰岛β细胞发育相关基因和蛋白的表达;流式细胞术分析分化效率;葡萄糖刺激实验检测胰岛素和C肽分泌水平。将IPCs移植入C57/C雄性糖尿病小鼠模型左肾包膜下,监测血糖和血清中胰岛素含量28 d,观察逆转高糖血症的效果。结果: 建立的3步诱导方案可以将小鼠iPSCs诱导分化为IPCs,其表达胰岛β细胞的标志性基因(Pdx1、Ngn3、Pax6和Ins2)和蛋白(Pdx1、Nkx6.1和胰岛素),在葡萄糖刺激下可分泌胰岛素和C肽。流式细胞术结果表明诱导分化的效率达28%。移植后3 d糖尿病小鼠血糖即降低至接近正常水平,血清胰岛素含量明显升高,对葡萄糖的调控能力明显增强。病理学观察IPCs细胞移植28 d后仍存活。结论: 建立的3步诱导法可将iPSCs高效定向诱导分化为IPCs,明显缩短了诱导分化的时间,移植至近交系同性别小鼠体内可逆转糖尿病的高糖血症。     

人骨髓源干细胞向胰岛素分泌细胞分化(英文)

目的：探讨人骨髓源干细胞向具有功能的胰岛素分泌细胞分化的可能性。方法：从人骨髓分离间充质干细胞。采用表皮生长因子、β-巯基乙醇和高糖培养基诱导其向胰岛素分泌细胞分化。经诱导后,用RT-PCR检测胰岛β细胞相关基因的表达,并采用免疫细胞化学染色检测胞浆胰岛素的表达。此外,诱导后细胞分泌的胰岛素定量及胰岛素释放实验将采用化学发光法进行检测。将经诱导后的细胞移植到糖尿病小鼠的右侧肾被膜下。在移植后16 d持续检测小鼠的血糖水平,最后对右侧肾脏进行免疫组化检测。结果：经诱导后,细胞能表达胰岛β细胞相关基因;免疫细胞化学染色也能检测到胞浆有胰岛素的表达;而且这些细胞能对糖刺激有所反应。细胞被移植到糖尿病小鼠的肾被膜下,能起降血糖作用。其肾脏的免疫组化显示：肾被膜下有胰岛素阳性细胞。结论：人骨髓源干细胞具有向胰岛素分泌细胞分化的潜能,这将为糖尿病细胞治疗提供丰富的细胞来源。     

胚胎干细胞来源的巢蛋白阳性细胞向胰岛素分泌细胞分化的实验研究

目的探讨胚胎干细胞向胰岛素分泌细胞分化的诱导，为糖尿病患者实施细胞移植治疗建立基础。方法将胚胎干细胞（ESC）在成纤维细胞（MEF）饲养层上扩增后脱离饲养层，让ESC自发分化成拟胚体（EB），再将EB诱导为巢蛋白（nestin）阳性的神经前体细胞（NPC），最后将NPC诱导成胰岛素分泌细胞（IPC）。结果ESC在MEF饲养层上扩增4d后，在悬浮培养状态下自发分化为EB。将EB在NPC选择性培养基中做贴壁培养后，ESC先分化为上皮样细胞，再分化为神经细胞样细胞。经过nestin免疫组化检测，在经过NPC培养基诱导4d的细胞，nestin阳性细胞占86．5％。nestin阳性细胞在IPC选择性培养基中诱导5～6d后，可分化成胰岛素分泌细胞。结论ESC来源的nestin阳性细胞既可以分化为NPC，也可以分化为IPC。     

miR-375对人类诱导多能干细胞向胰岛素分泌细胞分化的影响

目的:探讨微小RNA-375(miR-375)在调控人类诱导多能干细胞(hiPSCs)分化为胰岛素分泌细胞(IPCs)过程中的作用及可能机制。方法:构建miR-375过表达的慢病毒载体,转染hiPSCs获得miR-375稳定表达的miR-375-hiPSCs,体外诱导其定向分化为IPCs,采用real-time PCR、流式细胞术及ELISA等方法对其标志性基因、分化效率、胰岛素和C肽释放量等进行检测;生物信息学结合萤光素酶报告基因实验预测并验证miR-375的靶基因,real-time PCR及Western blot检测靶基因的表达。结果:过表达miR-375可上调胰岛β细胞标志性转录因子HNF4α、MafA、Pdx1、Pax6、Nkx6.1、glucokinase和insulin的表达,分化效率由对照组的22.3%提高至38.6%;高糖刺激后胰岛素释放量由成年胰岛细胞分泌量的1/8提高到1/5;过表达miR-375可影响靶基因REST和WNT5A的蛋白翻译水平。结论:miR-375可通过干扰靶基因REST和WNT5A的翻译水平,开启胰岛素分泌相关特异性基因的表达,从而促进hiPS...     

糖尿病患者血液细胞来源多能干细胞诱导分化为胰岛素分泌细胞

目的建立和鉴定1型糖尿病(T1DM)患者血液细胞来源诱导多能干细胞(iPSCs),研究其在体外诱导分化为胰岛素分泌细胞(IPCs)的潜能及对糖尿病小鼠的治疗效果。方法将表达OCT4、SOX2、LIN28、L-MYC和KLF4转录因子的oriP/EBNAl附加体电转染T1DM患者外周血红系祖细胞使其重编程获得iPSCs,通过形态、核型鉴定、碱性磷酸酶染色、RT-PCR和体外畸胎瘤实验检测其干细胞多能性。诱导iPSCs分化为IPCs,对其进行RT-PCR检测和葡萄糖刺激实验,并将其移植入C57BL/6J雄性糖尿病小鼠左肾包膜下,监测血糖、体质量和糖耐量变化。结果获得的iPSCs核型正常,碱性磷酸酶染色呈阳性,表达干细胞多能性基因OCT4、SOX2、LIN28、L-MYC和KLF4,畸胎瘤实验可分化为三胚层细胞。获得的IPCs表达胰岛β细胞特异性基因PDX-1、INSULIN和NKX6.1,在葡萄糖刺激下分泌C肽。移植后,糖尿病小鼠血糖降低,体质量恢复,控糖能力增强。结论 T1DM患者血液细胞的iPSCs可诱导分化为IPCs,移植至1型糖尿病小鼠体内具有治疗作用。     

营养物质调节胰岛素分泌机制的研究进展

胰岛素是人体内唯一起到降低血糖功能的重要激素.它调节机体血糖维持稳定,促进代谢,调节细胞的分裂分化和生长发育.胰岛素分泌不足或分泌功能障碍都将引起机体的糖代谢紊乱,从而引起糖尿病.该文简述营养物质,即糖、脂肪酸和多肽对胰岛素分泌的调节机制,并对可能影响胰岛素分泌的研究进行进一步展望.     

三种不同细胞培养方式对体外小鼠胚胎干细胞分化为胰岛素分泌细胞诱导效果的比较

目的：比较胚胎体、胚胎体-细胞单层和细胞单层3种细胞培养方式对小鼠胚胎干细胞（ES细胞）分化为胰岛素分泌细胞的诱导效果方法：应用胰高血糖素样肽-1（GLP-1）、β细胞素(betacellulin)、激活素A（activin A）、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）和尼克酰胺（nicotinamide），分别以胚胎体、胚胎体-细胞单层和细胞单层3种细胞培养方式诱导小鼠ES细胞30 d后，应用RT-PCR、双硫腙（DTZ）染色和免疫组化检测分化细胞胰岛素表达，以流式细胞仪检测胰岛素阳性细胞百分比结果：3种细胞培养方式诱导的分化细胞均可见DTZ染色和胰岛素免疫组化染色阳性细胞，RT-PCR检测到胰岛素和其它一些胰岛相关基因mRNA表达，胚胎体-细胞单层方式胰岛素mRNA表达最强，胚胎体方式次之，细胞单层方式最弱。胚胎体-细胞单层方式的胰岛素阳性细胞百分比高于胚胎体方式（P＜0.01），后者又高于细胞单层方式(P＜0.01）结论：采用胚胎体-细胞单层方式诱导可更好促进小鼠ES细胞分化为胰岛素分泌细胞。     

肥胖对不同糖耐量者第一时相胰岛素分泌功能的影响

 目的： 探讨肥胖对不同糖耐量人群第一时相胰岛素分泌功能的影响。方法： 无糖尿病家族史的正常糖耐量者(正常对照,NC)38例、2型糖尿病一级亲属正常糖耐量(NGT)者32例、糖调节受损(IGR)者67例及新诊断的2型糖尿病(T2DM)患者35例参与本试验。这4个组再分为超重/肥胖及正常体重2个亚组。各组均行静脉葡萄糖耐量试验（IVGTT）和口服葡萄糖-胰岛素释放试验（OG-IRT）,计算第一时相胰岛素分泌功能指数(AlR3-5)及胰岛素敏感性指数（ISI）,分析肥胖对不同糖耐量人群胰岛β细胞功能及胰岛素抵抗的影响。结果： NC超重/肥胖亚组较正常体重亚组AIR3-5显著升高（P<0.05）,其余3对亚组间比较差异均无统计学意义（均P>0.05）。超重/肥胖亚组ISI较正常体重亚组有降低趋势,其中IGR两亚组间比较差异无统计学意义（P>0.05）,其余3对亚组间比较差异均有统计学意义（均P<0.05）。ISI与体重指数和腰围在各组均呈负相关（P<0.05）,与AIR3-5在NC组呈负相关（P<0.05）,而在其余各组均呈正相关（均P<0.05）。结论： 肥胖对不同糖耐量人群胰岛β细胞分泌功能影响各不相同。无糖尿病家族史的正常糖耐量者随着胰岛素抵抗的加重,第一时相胰岛素分泌功能代偿性增加,而2型糖尿病一级亲属正常糖耐量者、糖调节受损者和2型糖尿病患者则不能代偿性增加。     

生物活性肽调节胰岛素分泌的信号转导机制

Mastoparan(MAS) and α-latrotoxin(α-LTX) are two kinds of insulinotropic peptides obtained from insect toxins which can interact with islet β-cells and induce insulin secretion. The signal mechanism of these insulinotropic peptides regulating insulin-releasing attracts notable attention and has been elucidated more and more details. MAS mainly acts on the molecular components of exocytosis at a late stage. Insulin secretion induced by MAS is obviously dependent on GTP, which subsequently activates G-protein located on insulin secretion granules(ISG), or activates the Rho subfamily of small G proteins to evoke exocytosis and sensitize fusion machinery. The MAS stimulated insulin-releasing activity can be augmented by nutrients. However, its effect is not Ca2+ dependent. There are two regulatory pathway triggered by α-LTX: one way is pore formation caused through plasma membrane, another way is the transmembrane signal transduction evoked by cytosolic second messengers. Tetrameri complexs assembled at high concentration of α-LTX toxin or in the presence of extracellular Ca2+, can insert α-LTX into plasma membrane to form Ca2+ permeable channels and trigger Ca2+-dependent secretion. By binding to transmembrane receptors and activating phospholipase C, α-LTX induces the generation of second messenger DAG and IP3. IP3 triggers Ca2+ influx and subsequently activates CaMK pathway, however, DAG also activates PKC pathway to increase insulin release.     

谷氨酰胺抑制MIN6细胞AMPK活性并促进其胰岛素分泌

目的:观察谷氨酰胺对MIN6细胞胰岛素分泌和AMPK磷酸化水平的影响,以探讨谷氨酰胺影响胰岛素分泌的可能机理.方法:将MIN6细胞接种于24孔或6孔细胞培养板,实验前用含0.2%BSA和2.8mmol/L葡萄糖KRB预培养30min,分别换入含不同浓度葡萄糖和谷氨酰胺的KRB缓冲液,培养1h,收集上清,待测胰岛素;抽提蛋白,检测蛋白磷酸化水平.结果:葡萄糖在(2.8～22.5)mmol/L浓度下能剂量依赖性地降低AMPK蛋白磷酸化,抑制其活性,胰岛素分泌和AMPK活性呈负相关.10mmol/L谷氨酰胺孵育MIN6细胞1h可降低AMPK蛋白磷酸化,胰岛素分泌增加35%.结论:抑制AMPK活性可以促进胰岛素分泌,谷氨酰胺可能通过抑制AMPK活性促进胰岛素分泌.     

FK506对NIT-1细胞增殖和胰岛素分泌的影响

目的 探讨他克莫司(FK506)对NOD鼠胰岛β细胞系(NIT-1)增殖、凋亡和胰岛素分泌的影响.方法 用MTT法、流式细胞术检测NIT-1细胞增殖;放射免疫法、real-time PCR检测NIT-1细胞胰岛素分泌和胰岛素分化相关基因PDX-1、GLUT2和GK mRNA的表达.结果 FK506(20 μg/L)抑制NIT-1细胞增殖(P＜0.05),诱导细胞凋亡(P＜0.05);FK506(10 μg/L)抑制NIT-1细胞释放胰岛素(P＜0.05),胰岛素分泌相关基因PDX-1(胰岛素促进因子-1)、GLUT2(葡萄糖转运载体2)mRNA表达下调(P＜0.05).结论 FK506(10 μg/L)可抑制NIT-1的增殖,诱导凋亡,可通过下调PDX-1和GLUT2 mRNA表达,抑制NIT-1胰岛素分泌.     

曲古抑菌素A促进小鼠骨髓间充质干细胞分化为胰岛素分泌细胞

 目的： 观察曲古抑菌素A(TSA)诱导小鼠骨髓间充质干细胞分化为胰岛素分泌细胞的适宜浓度。方法: C57BL/6小鼠骨髓间充质干细胞系体外培养。实验分为5组：对照组（DMSO,A组)和TSA干预组（25 nmol/L,B组;50 nmol/L,C组;100 nmol/L,D组;200 nmol/L,E组）。各组分两阶段用相应的培养基培养10 d后进行检测。双硫腙染色鉴定各组的胰岛素分泌细胞,结果进行半定量分析。免疫荧光染色鉴定各组的胰岛素分泌,比较各组胰岛素平均荧光强度。酶联免疫吸附试验检测各组胰岛素分泌细胞胰岛素的分泌量。结果: TSA作用10 d能够诱导C57BL/6 小鼠骨髓间充质干细胞分化成为胰岛素分泌细胞并分泌胰岛素。 B组胰岛素染色阳性面积、阳性率、胰岛素染色积分吸光度以及胰岛素平均荧光强度显著高于其它干预组,差异有统计学意义（均P<0.05）。 随着各干预组TSA浓度的升高,胰岛素的分泌量减少。B组胰岛素含量显著高于其它干预组,差异有统计学意义（均P<0.05）。结论：TSA处理10 d能诱导C57BL/6 小鼠骨髓间充质干细胞分化成为胰岛素分泌细胞,并且25 nmol/L为TSA的适宜浓度。     

小鼠骨髓多能成体祖细胞的分离、培养及体外诱导分化为胰岛素分泌细胞的研究

目的：探讨培养骨髓多能成体祖细胞的条件和生物学特性及其向胰岛素分泌细胞分化的可能性。 方法： 采用文献报道的条件培养液培养小鼠骨髓多能成体祖细胞，观察其细胞形态、生长情况、细胞表面标志及mRNA水平，检测其oct-4基因表达，并以含胰高糖素多肽-1的无血清培养液诱导分化细胞，基因水平检测与胰岛素分泌细胞有关的基因表达。 结果： 小鼠骨髓多能成体祖细胞类圆形，细胞核大，胞质少；细胞增殖能力尚可；细胞表面CD13+、CD44-、CD45-、MHCⅡ-；有oct-4基因表达；诱导分化后，可见与胰岛素分泌细胞有关的基因表达。 结论： 成功培养小鼠骨髓多能成体祖细胞，具有与文献报道类似的生物学特征；有被诱导分化为胰岛素分泌细胞的可能性。     

大鼠骨髓间质干细胞体外诱导分化为胰岛素分泌细胞的实验研究

目的研究体外定向诱导大鼠骨髓间质干细胞（BMSCs）横向分化为胰岛素分泌细胞的可能性,并了解该细胞是否具备分泌胰岛素和胰高血糖素的功能.方法从健康成年大鼠骨髓中分离BMSCs,通过传代对细胞进行纯化和扩增.采用两期诱导方案,用诱导液1使BMSCs向巢蛋白（nestin）阳性的祖细胞分化;用诱导液2使nestin阳性的祖细胞向胰岛素分泌细胞分化.用双硫腙染色鉴定胰岛素分泌细胞团;免疫细胞化学法检测诱导前后nestin、胰岛素及胰高血糖素蛋白的表达;采用放射免疫分析法检测葡萄糖刺激后上清中胰岛素的量.结果BMSCs经第一期诱导5d可分化成nestin阳性的祖细胞,双硫腙染色阳性.免疫细胞化学显示,经两期,诱导后的细胞表达胰岛素、胰高血糖素等激素.放射免疫分析结果显示,诱导后的细胞团可以分泌胰岛素,糖反应性较弱.结论健康成年大鼠骨髓间质干细胞在体外可以被诱导分化为胰岛样细胞团,且具有可重复性.