胰岛干细胞移植研究进展

随着细胞移植、免疫学、组织工程、分子生物学等相关学科的日益发展,胰岛干细胞研究为胰岛提供了来源,文中将就研究的现状、面临的问题及其可能解决途径等进行综述,认为胰岛干细胞移植是未来糖尿病治疗的趋势。     

从胰岛移植到胰岛干细胞移植

糖尿病是由多种原因引起的胰岛β细胞功能减退或衰竭，导致胰岛素绝对或相对不足，机体出现糖代谢紊乱，进而造成全身多器官损害的一种疾病。其中，I型糖尿病患者终生需要依赖胰岛素治疗，给患者的生活带来极大的不便。借助于分子生物学技术，利用基因工程的方法，人们现在已经可以为糖尿病患者提供十分优质的胰岛素及其类似物，并在胰岛素输注技术上也有了全新的改观，     

胰岛移植研究进展

当前器官与组织移植在医学上已占有不可取代的特殊地位,使许多过去被认为是不治之症的康复成为可能。长期依赖胰岛素治疗的糖尿病患者,常因代谢紊乱而导致小血管病变造成眼、肾、脑及心血管并发症。因此许多学者寄希望于胰腺或胰岛细胞的移植。早在发现胰岛素之前就曾有人设想移植胰岛素分泌组织来治疗糖尿病。但直到60年代胰岛移植才成为现实。近年来胰岛移植进展较快。本文将就胰岛移植研究中的某些问题作一概要综述。     

胰岛移植的研究进展

糖尿病是由多种原因引起的胰岛β细胞功能减退或衰竭，导致胰岛素绝对或相对不足，机体出现糖代谢紊乱，进而造成全身多器官损害的一种内分泌代澍性疾病。几乎所有1型糖尿病和部分2型糖尿病患者都需要应用外源性胰岛素注射来控制血糖．给患者的生活带来极大的不便。     

胰岛干细胞治疗糖尿病新进展

糖尿病已成为继心血管疾病和肿瘤之后的第三大疾病 ,预计 2 0 0 5年全球将有 3亿患者。按病因学 ,糖尿病可主要分为 1型和 2型。治疗方案主要是药物和注射胰岛素 ,这给患者和社会带来沉重的负担 ,因此重建内源性胰岛分泌系统是多年来人们关注的热点 ,但无论是胰腺还是胰岛细胞的移植 ,均有两大难题 :供体的匮乏 ;免疫的排斥。干细胞的深入性研究 ,为胰岛移植提出新的材料来源。本文就胰岛干细胞在糖尿病治疗方面的优点、现状及发展趋势作一综述。1干细胞和胰岛干细胞1.1干细胞 (stemcell)　干细胞是具有自我更新、高度增殖和多向分化潜能的…     

同种异体胰岛移植治疗糖尿病的研究进展

糖尿病是一种多种因素综合作用引起的疾病,其发病与遗传、自身免疫及环境因素引起的胰岛β细胞损害有关,常伴有难以治愈的并发症.迄今为止,尚缺乏行之有效的预防措施,即使运用胰岛素强化治疗可以严格控制血糖,但其慢性并发症的进展仍难以阻止.很多研究者希望通过移植胰腺或胰岛以替代患者病变的胰岛.     

胰岛移植研究进展

胰岛细胞移植目前已经被公认为是治疗Ⅰ型糖尿病的一个临床选择. 成功的胰岛移植可以达到一个正常或接近正常的血糖控制水平和糖化血红蛋白水平,而且还不会出现胰岛素疗法经常出现的严重的低血糖反应.与胰腺移植相比,成人胰岛细胞移植更加安全,创伤性更小,手术简捷,并发症极少,并可多次重复进行.而且,通过移植前的特殊培养,未来有望实现脱离免疫抑制剂的胰岛移植.不足之处是单纯胰岛移植使接受移植的患者不得不承受免疫抑制治疗带来的一系列不良反应.而如何使移植物保持更长时间的活力和功能以更好的控制血糖,还有许多研究工作要做.本文将就近年来国内外胰岛移植的一些相关内容做一简要综述,以期能给我国移植和内分泌医师带来一定的启示.     

胰岛移植研究进展

胰岛细胞移植目前已经被公认为是治疗Ⅰ型糖尿病的一个临床选择。成功的胰岛移植可以达到一个正常或接近正常的血糖控制水平和糖化血红蛋白水平,而且还不会出现胰岛素疗法经常出现的严重的低血糖反应。与胰腺移植相比,成人胰岛细胞移植更加安全,创伤性更小,手术简捷,并发症极少,并可多次重复进行。而且,通过移植前的特殊培养,未来有望实现脱离免疫抑制剂的胰岛移植。不足之处是单纯胰岛移植使接受移植的患者不得不承受免疫抑制治疗带来的一系列不良反应。而如何使移植物保持更长时间的活力和功能以更好的控制血糖,还有许多研究工作要做。本文将就近年来国内外胰岛移植的一些相关内容做一简要综述,以期能给我国移植和内分泌医师带来一定的启示。     

微胶囊化胰岛移植研究进展

胰岛移植是治疗糖尿病的一种理想方法 ,但由于存在免疫排斥反应 ,胰岛移植物不能长期存活。为提高移植物和患者的存活率 ,必须使用免疫抑制剂 ,而免疫抑制剂的大量应用 ,会带来一定的不良反应。为此 ,国内外学者一直在努力开发不良反应小的新一代免疫抑制剂和免疫隔离技术。 1 980年Ｌｉｍ等[1 ] 首先报道用海藻酸钠 聚赖氨酸生物膜包裹鼠胰岛进行移植具有免疫隔离作用。这种无毒副反应的生物膜具有特殊的通透性 ,允许小分子的营养物质、激素和代谢产物等自由通过 ,阻止免疫细胞、补体和免疫球蛋白等大分子物质通过 ,从而抑制受体对移植物…     

胰腺干细胞和胰岛细胞在糖尿病 大鼠治疗中的疗效观察

目的 探讨大鼠胰腺干细胞与胰岛细胞移植在大鼠糖尿病治疗中的疗效。方法 通过链脲菌 素复制1 型糖尿病大鼠模型并随机分为胰岛细胞组和胰腺干细胞组。用胶原酶V 分别消化新生和成年大鼠 胰腺,Percoll 梯度离心分离胰岛细胞和胰腺干细胞。采用Bonner-Weir 法诱导胰腺干细胞分化,DTZ 染色 检测移植物纯度,AO/PI 检测移植物活性。分别记录手术前后大鼠血糖水平、胰岛素水平及移植物存活时 间;高糖刺激实验和腹腔糖耐量评价移植物功能;取各组大鼠移植部位标本行HE 染色和免疫组织化学染 色,观察组织形态学变化。结果 胰岛细胞组和胰腺干细胞组血糖分别在术后3 和5 d 恢复正常（P <0.05）, 两组大鼠术后不同时间点的血糖有差异（P <0.05）,胰腺干细胞组的降糖能力强于胰岛细胞组（P <0.05）。 两组大鼠移植后7 d 血清胰岛素水平均较术前升高（P <0.05）。高糖刺激实验表明,各组移植后15 和65 d 高糖刺激后的C 肽水平较刺激前升高（P <0.05）,胰岛细胞组移植后65 d 高糖刺激后C 肽水平低于胰腺 干细胞组（P <0.05）,胰岛素和C 肽水平监测结果表明胰腺干细胞组移植物胰岛素分泌维持时间长于胰岛 细胞组。移植后腹腔糖耐量实验结果表明移植物均功能良好。胰岛细胞组和胰腺干细胞组移植物的中位 存活时间分别为73 和88 d,Kaplan-Meier 曲线分析提示胰腺干细胞组移植物生存时间较胰岛细胞组延长 （P <0.05）。HE 染色提示肝脏门静脉移植区域可见新生血管包绕的胰岛细胞团,免疫组织化学染色证实细 胞团胰岛素阳性。结论 胰腺干细胞分化后经门静脉移植能安全有效地发挥降糖作用,疗效优于胰岛细胞 移植。     

甲状腺素对大鼠胰岛β细胞形态的影响

目的研究甲状腺素（Thyroxine,TH）对SD（Sprague-Dawley）大鼠胰岛β细胞形态的影响。方法健康成年SD大鼠30只,随机分为3组,对照组,给予NS10 ml/（kg·d）;低剂量组,给予甲状腺素100μg/（kg·d）;高剂量组,给予甲状腺素600μg/（kg·d）;ig,每天一次,连续用药14 d,取出大鼠胰脏,制备电镜标本,观察TH对大鼠胰岛β细胞超微结构的影响。结果电子显微镜观察显示：高剂量组（TH600μg·kg^-1·d^-1,ig,14 d）和低剂量组（TH100μg·kg^-1·d-^1,ig,14 d）与对照组比较,多数胰岛β细胞超微结构正常,部分胰岛β细胞超微结构呈现不同程度的退行性变化,在大鼠高剂量组电镜标本上述现象更为明显。结论电镜观察显示,甲状腺素对高剂量组大鼠胰岛β细胞的形态结构有明显的影响。     

移植部位对移植胰岛长期存活的影响

目的 观察移植部位对糖尿病小鼠移植胰岛长期存活的影响.方法 采用胶原酶P溶液胰管灌注和Ficoll-400不连续密度梯度纯化法获取供体小鼠胰岛.受体糖尿病小鼠分别接受同基因和异基因肾被膜下、小网膜囊和腋窝胰岛移植,监测受体移植后的血糖变化;根据血糖情况取移植胰岛排斥标本,观察不同部位移植胰岛的组织学变化.结果 成功分离、纯化供体小鼠胰岛,纯度为( 94±5)％或(90±5)％,存活率为(92±3)％.胰岛移植后均能使受体小鼠高血糖逆转至正常.同基因或异基因胰岛移植短期存活状态:肾被膜组与小网膜囊组的血糖降低值比较差异无统计学意义(P＞0.05),移植后肾被膜组血糖值显著低于小网膜囊组(P＜0.05);腋窝组血糖降低值和血糖值与肾被膜组和小网膜囊组比较,差异均有统计学意义(P＜0.05).同基因或异基因胰岛移植长期存活状态:肾被膜组与小网膜囊组血糖降低值比较差异有统计学意义(P＜0.05),且肾被膜组血糖值较低,移植胰岛存活率较高;腋窝组移植胰岛不能达到长期存活;在同一部位,同基因与异基因胰岛移植受体的血糖降低值比较,差异有统计学意义(P＜0.05).组织学检查发现:肾被膜组和小网膜组胰岛完整,有少量炎症细胞浸润;腋窝组胰岛细胞被破坏,大量炎症细胞浸润.结论 肾被膜下胰岛移植降血糖效果迅速、稳定,能达到长期存活的目的,可视为胰岛移植的理想部位.     

原代人胎胰岛细胞凋亡相关因子的检测及其意义

目的探讨TGFβ、P21ras、cfos与原代人胎胰岛细胞凋亡的关系。方法半定量RTPCR和免疫组化染色(SABC法)检测不同生长时期原代人胎胰岛细胞TGFβ、P21ras、cfos的表达,设原代人成纤维细胞为对照。结果P21ras在原代人胎胰岛细胞各期均弱表达,其中潜伏期、指数生长期显著弱于原代人成纤维细胞(P<0.01);cfos仅在原代人成纤维细胞、原代人胎胰岛细胞停滞期可检出;TGFβ1在原代人胎胰岛细胞停滞期表达最强,潜伏期其次,指数生长期最弱,但均强于原代人成纤维细胞。结论原代人胎胰岛细胞的增殖和凋亡可能是非P21ras依赖的;cfos蛋白的表达对原代人胎胰岛细胞凋亡启动可能是必须的;TGFβ1在原代人胎胰岛细胞增殖中可能发挥负性调节作用。     

自体胰岛细胞移植治疗大鼠全胰十二指肠 切除术后糖尿病的研究

目的 探讨全胰十二指肠切除术后大鼠血糖变化及自体胰岛细胞移植治疗术后糖尿病的可行性和 有效性。方法 将SD 大鼠随机分成对照组、手术组和实验组（手术+ 自体胰岛移植）,每组10 只大鼠。对照组 未做任何处理;手术组和实验组均行全胰十二指肠切除术;实验组全胰切除后分离、纯化自体胰岛细胞,将胰岛 细胞通过门静脉回植入肝脏。术后各组分别监测血糖、C 肽、糖化血红蛋白,以判断单纯手术后复制模型的有 效性及实验组移植后的胰岛功能。结果 全胰切除后手术组第1 天大鼠血糖即升高为（20.58±2.00）mmol/L ; 手术组与对照组血糖比较,差异有统计学意义（P <0.05）,手术组血糖高于对照组;实验组自体胰岛细胞移植后 血糖与手术组比较,差异有统计学意义（P <0.05）,实验组血糖下降。术后持续4 个月监测血清糖化血红蛋白,第 4 个月,手术组与对照组比较,差异有统计学意义（P <0.05）,手术组升高;实验组与手术组比较,差异有统计 学意义（P <0.05）。结论 全胰十二指肠切除术是复制大鼠糖尿病模型的安全可靠途径;自体胰岛细胞移植是 治疗大鼠全胰切除术后糖尿病的有效方式。     

人胎胰岛细胞的分离培养及其意义

目的 初步探索人胎胰岛细胞的分离培养方法,以期深入研究胰岛细胞的凋亡机制及开展人胰岛细胞移植。方法 采用机械分离、体外胶原酶消化,并通过组织块联合培养、转皿、时间消化差法获取人胎胰岛细胞,观察胰岛细胞生长及开展人胰岛素释放情况。结果 双硫腙（Dithizone）染色显示胰岛纯度约80％～90％,细胞培养至7～9d为其对数生长期,培养至11d可测到胰岛素释放高峰,培养至15d仍具有一定的生物活性。结论 机械分离消化、转皿、时间消化差法可获得生物活性较好的胰岛细胞,为深入探讨胰岛细胞凋亡、胰岛细胞移植提供细胞基础。     

Imatinib prevents beta cell death in vitro but does not improve islet transplantation outcome

Introduction Improving islet transplantation outcome could not only bring benefits to individual patients but also widen the patient pool to which this life-changing treatment is available. Imatinib has previously been shown to protect beta cells from apoptosis in a variety of in vitro and in vivo models. The aim of this study was to investigate whether imatinib could be used to improve islet transplantation outcome.

Methods Islets were isolated from C57Bl/6 mice and pre-cultured with imatinib prior to exposure to streptozotocin and cytokines in vitro. Cell viability and glucose-induced insulin secretion were measured. For transplantation experiments, islets were pre-cultured with imatinib for either 72?h or 24?h prior to transplantation into streptozotocin-diabetic C57Bl/6 mice. In one experimental series mice were also administered imatinib after islet transplantation.

Results Imatinib partially protected islets from beta cell death in vitro. However, pre-culturing islets in imatinib or administering the drug to the mice in the days following islet transplantation did not improve blood glucose concentrations more than control-cultured islets.

Conclusion Although imatinib protected against beta cell death from cytokines and streptozotocin in vitro, it did not significantly improve syngeneic islet transplantation outcome.     

大鼠妊娠期胰岛形态及β细胞增殖能力的变化

目的:探讨大鼠妊娠不同阶段胰岛形态及β细胞增殖的变化.方法:采用5-溴尿脱氧嘧啶核苷(BrdU)及抗胰岛素抗体免疫组化双染法,通过形态学及量化分析,研究大鼠妊娠10.5、12.5、14.5、18.5和20.5天时胰岛形态的改变及β细胞的增殖率的改变.结果:与正常对照组相比,大鼠妊娠12.5天时胰岛素染色阳性区域平均光密度、胰岛素相对浓度(IRC)、胰岛素阳性表达细胞密度(PCD)以及胰岛β细胞增殖指数(PI)均明显增高,并于孕14.5天到达高峰,而后逐渐下降至对照组水平.此外,大鼠妊娠14.5天至20.5天时胰岛素阳性表达细胞面积亦明显高于正常水平.结论:大鼠妊娠期胰岛β细胞的增殖能力和胰岛素表达,均从孕12.5天开始发生改变,孕14.5天变化最为显著,并持续至孕晚期(孕20.5天).     

Monitoring of clinical islet transplantation

Islet transplantation has recently emerged as one of the most promising therapeutic approaches to improving glycometabolic control in diabetic patients.The Edmonton trials demonstrated a marked improvement in the short-term rate of success of islet transplantation,with an 80％ rate of insulin-independence being at 1 year after transplantation,as reported by several institutions worldwide.Unfortunately,this rate consistently decreases to 10％ by 5 years post-transplantation.1 Other data reported that less than half of the patients achieved insulin independence at 1 year and ＜15％ remained insulin independent at 2 years.2It is not clear whether this decline in insulin independence is the result of islet loss.Also unclear are the mechanisms that underlie the deterioration of graft function,though possibilities include auto or alloimmune destruction,immunosuppressant toxicity,or a progressive disruption of insulin secretion.Several questions with respect to islet transplantation remain regarding why and when insulin independence is attained,the effective volume of marginal islet mass,and the mechanism of loss of islet mass following transplantation.As such,there is an urgent need for efficient monitoring tools to label and track islets,detect graft damage,and monitor the long-term function and survival of transplanted islets.Furthermore,because complications of islet transplantation may be either immediate or delayed as a consequence of the migration of engrafted islets to the liver or as a side effect of immunosuppressive therapy,routine post-transplantation imaging is important to detect complications that are not apparent with clinical or laboratory examinations.3 Successful monitoring of the stability and function of the graft and graft-related complications will assist in the evaluation of various immunosuppressive regimens and islet delivery strategies and ultimately assist in optimizing the islet transplantation procedure.In this article,we summarize the recent advances in the monitoring of islet post-transplantation,as shown in Table 1.     

大鼠胰岛细胞移植的磁共振监测

 目的 探讨磁共振（magnetic resonance imaging,MRI）对超顺磁性氧化铁（superparamagnetic iron oxide,SPIO）标记的胰岛细胞在大鼠肝脏内的成像方法,用于监测胰岛细胞移植术后移植物在大鼠体内的存活及排异情况。方法 采用GE 3.0T Signa Excite磁共振扫描仪,配合3英寸小动物线圈。实验动物为20只雄性Wistar大鼠和5只雄性Lewis大鼠。将SPIO标记的胰岛细胞移植入大鼠肝脏内,未用SPIO标记的作为阴性对照,比较两组的差异。对SPIO标记后移植的大鼠分别用FSE T2WI序列和GRE T2*WI序列扫描,比较序列敏感性的差异。分别将取自Wistar大鼠和Lewis大鼠的胰岛细胞,用SPIO标记后移植入Wistar大鼠肝脏内,观察两移植组受体体内的胰岛细胞存活及排异的情况。将同基因移植组的大鼠于移植术后3月处死,异基因移植组的大鼠于移植术后3周处死,作病理切片,将所得结果与MRI的图像进行对照。结果 只有SPIO标记后的胰岛细胞可以被MRI监测到,表现为肝实质背景上的低信号点。GRE T2*WI较FSE T2WI序列对SPIO的监测更敏感。同基因移植组于移植后第1周、第2周及第3周的低信号点相对数量分别为（90.03 ± 9.52）%、（92.87 ± 18.21）%和（86.25 ± 24.81）%,而异基因组的相对数量分别为（41.40 ± 15.41）%、（33.41 ± 14.01）%和（23.58 ± 16.78）%。两组相对数量之间的差异具有显著的统计学意义（P<0.01）。病理结果显示,标记后的胰岛细胞内确实存在铁颗粒,同基因移植组3月后在肝窦内仍能找到保存完好的移植物,而异基因组在移植后3周只有极少量的移植物残留。结论 MRI能对大鼠体内SPIO标记的胰岛细胞进行成像,用于活体实时监测胰岛细胞移植术后移植物的存活及排异情况。