胰岛干细胞研究进展

胰岛干细胞移植是治疗糖尿病的一条新途径，它可避免胰岛移植治疗糖尿病所面临的胰腺供体匮乏及长期使用免疫抑制剂而产生严重副作用的问题。本文将对有关胚胎干细胞及成体干细胞诱导分化为胰岛素分泌细胞，胰岛干细胞的分子标志，及胰岛干细胞的临床应用做一简要概述。     

胰岛干细胞的研究与进展:诱导产生功能性β细胞的路还有多远?

背景:胰岛素替代治疗是目前最常用于治疗糖尿病的方法,然而这种治疗方法有很多缺陷。胰岛移植作为治疗糖尿病的一种有效方法已经得到公认。胰岛供体的缺乏和移植排斥反应的存在限制了胰岛移植的临床应用。胰岛干细胞可以有效解决这个难题。目的:文章对胰岛β干细胞的来源、诱导分化效率,目前存在的问题和应用前景进行综述。方法:应用计算机检索Pubmed数据库1990-01/2009-12有关于糖尿病干细胞研究的相关文献,检索关键词:diabetes,stem cell,treatment,islets。通过阅读标题和文摘进行初筛,排除重复性研究、Meta分析类文献,保留23篇文献进行分析总结。结果与结论:由干细胞诱导分化得到的胰腺β细胞可以发挥调节血糖的作用。目前用于诱导分化为胰腺β细胞的干细胞来源包括胚胎干细胞、胰腺干细胞、骨髓间充质干细胞等。在不同的干细胞诱导分化为胰腺β细胞的研究中,分为体内和体外两种诱导分化方法,而体外诱导法多数采用分步诱导的方式,也有部分实验利用基因技术的方法进行诱导。目前胰岛干细胞的研究仍处于初步阶段,如何诱导产生大量的功能性β细胞仍是一个巨大挑战。     

胚胎干细胞定向分化为胰岛素分泌细胞的研究进展

胰岛移植是治疗糖尿病的有效方法之一。胚体干细胞在体外定向分化为胰岛素分泌细胞为胰岛移植提供了足够的细胞来源。概述了近年来胚胎干细胞向胰腺细胞系的诱导分化所取得的进展。     

哺乳动物胰腺干细胞研究进展

糖尿病是危害人类健康的重大疾病之一，目前的药物及胰岛素替代疗法尚不能从根本上医治该病。近年来，随着组织干细胞工程的兴起，体外分离、克隆胰腺干细胞，并定向诱导其分化为胰岛β细胞，移植β细胞根治Ⅰ型和部分Ⅱ型糖尿病已成为又一研究热点。本文综述了有关胰腺干细胞的分布、活性表现、相关标记物以及胰腺干细胞分离．培养及定向诱导分化为胰岛β细胞等领域的研究进展。     

体外诱导胰腺干细胞向胰岛样细胞团的分化***☆

背景：目前由于胰岛来源匮乏,使得胰岛细胞移植治疗糖尿病无法满足临床需求,故体外将胰腺干细胞诱导分化为胰岛成为研究焦点。 目的：于体外将小鼠胰腺干细胞诱导成胰岛样细胞团并对其进行相关检测,探寻一种胰腺干细胞体外诱导分化成胰岛及鉴定的技术和方法。 方法：体外获得纯化的小鼠胰腺干细胞,采用联合诱导剂对其进行成胰岛方向的诱导分化,并对诱导形成的胰岛样细胞团进行形态学观察、双硫腙染色、RT-PCR和Western blot检测。 结果与结论：实验通过细胞形态学和细胞生长特性的观察以及免疫细胞化学染色证实体外成功获得了小鼠胰腺干细胞,采用联合诱导剂将其诱导成胰岛样结构,呈球形,以较细长的蒂部与瓶底连接,双硫腙染色将其染成铁红色。RT-PCR和Western blot 法可分别检测到胰岛样细胞团的胰岛素mRNA和胰岛素蛋白。结果证实小鼠胰腺干细胞可体外诱导分化成含β细胞的胰岛样细胞团。 关键词：胰腺干细胞;诱导;胰岛样细胞团;干细胞培养;小鼠 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.10.020     

诱导人孤雌胚胎干细胞分化为胰岛样细胞团

背景:随着人类孤雌胚胎干细胞系的成功建立,对该细胞的进一步分化功能研究成为新的研究热点。目的:研究体外培养的人类孤雌胚胎干细胞诱导分化为胰岛样细胞团的潜能。方法:自主建系孤雌来源人胚胎干细胞和正常来源人胚胎干细胞各1株,运用基于胰腺体内发育规律的改良5阶段诱导法诱导人孤雌胚胎干细胞为胰岛样细胞团,加入不同生长因子及诱导试剂对人胚胎干细胞分5阶段序贯培养。结果与结论:终末分化细胞光镜下呈团状聚集,RT-PCR、免疫荧光染色检测分化细胞表达胰岛细胞特征性的基因与蛋白。胰岛素释放实验提示获得的细胞具有胰岛样生化功能。由人类孤雌胚胎干细胞来源的胰岛样细胞团具备胰岛的基本特征,是未来治疗1型糖尿病的可用材料。     

胰腺发育和生物活性的主要调控因子——PDX-1

糖尿病 ,尤其是Ⅰ型糖尿病 (juvenile onsetautoimmunediabetes或者insulin dependentdiabetesmellitus)是世界上普遍危害人类健康的慢性疾病之一。据统计 80 %的糖尿病患者为Ⅰ型糖尿 ,发病初期症状不明显 ,临床期开始出现明显症状时其自身免疫系统及 90 %的胰岛 β 细胞遭到破坏 ,导致胰岛素分泌不足 ,血糖升高和多系统累及并发症的发生。目前许多研究者正在探索新的途径替代胰岛素彻底治疗糖尿病 ,如 :胰腺移植、胰岛组织移植、胰腺干细胞诱导分化替代疗法、其它来源干细胞替代疗法。前两种方法受到器官来源 ,移植条件和宿主移植物间的免疫排斥反应的限制 ,成体中的移植率和生存率都相对较低 ,因此近年来以干细胞为基础的研究迅速开展起来。本文主要阐述胰岛素特异性基因PDX 1对胰腺的发生、发育及胰岛素表达、合成、分泌的调控作用 ,为干细胞诱导分化替代胰岛素分泌 β 细胞的临床应用提供理论参考     

脐血干细胞对1型糖尿病大鼠血糖及PDX-1、MafA表达水平的影响

背景：1型糖尿病是一种自身免疫性疾病,以胰腺β细胞选择性破坏,导致患者体内胰岛素分泌绝对不足为特征。脐血干细胞具有多分化潜能,在体内外均可以诱导分化为胰岛细胞,发挥出一定的降糖作用。目的：探讨脐血干细胞对1型糖尿病大鼠血糖水平及胰腺组织PDX-1、MafA表达的影响。方法：30只SD大鼠随机分为3组,每组10只,治疗组和模型组大鼠建立1型糖尿病模型,造模成功后,治疗组尾静脉一次性注射脐血干细胞,正常组给予相同体积的生理盐水,模型组给予相同体积的脐血干细胞缓冲液。采用口服葡萄糖耐量试验评价大鼠胰岛功能,苏木精-伊红染色观察大鼠胰腺形态,Western blot 和PCR 检测胰腺组织PDX-1、MafA蛋白和mRNA表达。结果与结论：①模型组和治疗组大鼠0,30,60,90 min的血糖值均显著高于正常组,差异均有显著性意义(P < 0.05);120 min时间点模型组血糖值显著高于正常组(P < 0.05);治疗组则与正常组之间差异无显著性意义(P > 0.05)。②模型组胰岛数量出现下降,边界模糊不清,呈不规则形态,治疗组胰岛数量出现一定的减少,但尚维持清晰的结构。③治疗组PDX-1及MafA表达水平与正常组比较差异无显著性意义(P > 0.05),但显著高于模型组(P < 0.05)。以上结果表明,脐血干细胞可以显著降低1型糖尿病大鼠的血糖水平,改善胰岛功能及胰腺组织形态,并具有上调PDX-1、MafA表达的作用。中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

Nestin、CK19及insulin等在胚胎胰腺发育中的表达

目的:研究Nestin、CK19、胰岛素、胰高血糖素及生长抑素在胚胎胰腺发育中的表达,探讨胰岛细胞分化发育的机制。方法:采用免疫组化SABC法及免疫组化双染法(LAB SA),对30例6～14wk人胚胎胰腺中,Nestin、CK19、胰岛素,胰高血糖素及生长抑素阳性的细胞进行定位。结果:(1)胚胎胰腺发育中Nestin阳性细胞存在于胰腺的间质,数量极少;CK19在胰腺导管上皮分化中持续表达,呈强阳性;(2)7wk胰腺导管上皮开始分化出胰岛细胞,胰岛素、胰高血糖素及生长抑素表达阳性,三者的表达并无时段差异性;随着胎龄的增加,阳性细胞数增加,14wk时胰岛逐渐形成,表达达到高峰。结论:胚胎胰腺的发育中,胰腺间质存在胰腺干细胞;胚胎早期胰腺导管上皮细胞开始分化并分泌胰岛素,其自分泌的激素可能参与调节胰岛细胞的迁移和胰岛的形成。     

干细胞与糖尿病治疗

干细胞诱导分化为胰岛 β细胞以重建胰岛为糖尿病的治疗开辟了新途径。胚胎干细胞和成体干细胞是较好的用于细胞替代治疗的细胞来源 ,但干细胞参与糖尿病治疗还存在取材困难 ,分离困难等问题。葡萄糖及成纤维细胞生长因子是胰岛 β细胞基因表达的重要影响因子。     

胰腺腺泡细胞和胰岛β细胞损伤修复及再生的研究进展

胰腺炎可引起胰腺腺泡及胰岛β细胞损伤,修复胰腺内、外分泌功能是胰腺炎治疗研究亟待解决的问题;胰腺损伤修复、胰腺干细胞及内、外分泌细胞的再生和调控再生信号通路(Notch、Hedgehog及Wnt信号)对其意义重大。而胰腺腺泡及胰岛β细胞的损伤修复、再生及调控胰腺内外分泌细胞的去分化、转化和再分化过程是目前研究的热点。     

脐带源间充质干细胞与大鼠胰腺细胞共培养向胰岛样细胞分化及移植治疗1型糖尿病

背景：脐带Wharton’s Jelly中间充质干细胞可以向胰岛样细胞诱导分化。 目的：验证脐带源间充质干细胞与大鼠胰腺细胞共培养向胰岛样细胞诱导分化的可能性,并观察移植后对糖尿病大鼠血糖的影响。 方法：分离、诱导、传代脐带Wharton’s Jelly中间充质干细胞,再与大鼠胰腺细胞共培养,诱导成胰岛细胞团样组织。将大鼠分为3组,正常对照组不进行移植及造模;模型组仅制备糖尿病大鼠模型;实验组造模后将胰岛样细胞移植入糖尿病大鼠肾脏包膜。 结果与结论：脐带Wharton’s Jelly细胞培养中有细胞从组织块中爬出,第7天形态发生变化,贴壁细胞部分变成梭形。分离培养的细胞表达具有间充质干细胞表面特有标志CD44、CD29、CD105,不表达CD34、CD45、CD14。诱导第7,10天PDX-1及人胰岛素强染色;胰岛素及C-肽浓度较单纯培养组明显升高;PDX-1及人胰岛素mRNA诱导第7、10天较高表达。移植第1周大鼠尾尖血糖链脲佐菌素实验组明显低于模型组(P < 0.01),但明显高于正常照组(P < 0.01)。8周链脲佐菌素实验组肾脏被膜下发现胞核染棕色染色的Brdu阳性、胞浆棕色染色的胰岛素阳性细胞。结果表明,脐带Wharton’s Jelly中存在脐带源间充质干细胞,与大鼠胰腺细胞共培养可促进间充质干细胞向胰岛样细胞诱导分化,移植入糖尿病大鼠肾脏被膜下,可显著降低糖尿病大鼠血糖。     

胰岛干细胞的体外培养和生长特性

无论是Ⅰ型还是Ⅱ型糖尿病 ,成功应用组织细胞移植进行治疗的主要障碍之一是能产生胰岛素的胰岛组织来源极其困难。传统观念认为胰岛 β细胞在出生后就不能新生 ,但近年的研究显示 ,胰腺通过胰岛 β细胞功能变化和细胞量的增加或减少来维持血糖浓度局限于一个狭窄的生理范围内。现在的观念认为 ,成年机体的胰岛管组织能在体外培养条件下快速增殖 ,并转变为具有多向分化潜能的胰岛干细胞 ,进而能分化形成胰岛 β细胞。最近 ,特别是在小鼠和人的胰岛干细胞的体外培养、生成分化方面取得了一些进展 ,本文简述了这一新技术及相关进展     

成体干细胞治疗糖尿病的实验研究

糖尿病是严重危害人类身心健康的常见病、多发病，其治疗的关键是胰岛细胞的再生，以阻止糖尿病的发展和并发症的发生。近来胰腺或胰岛细胞移植技术在糖尿病治疗上已经取得了一些进展，但供体细胞来源不足和免疫排斥反应等困难却极大地限制了这种方法的应用。而患者自身干细胞极强的自我更新能力及多向分化潜能无疑为解决以上问题带来了希望。     

胰腺干细胞体外培养扩增的方法

背景：胰腺干细胞在体外培养时极易分化,很难获得足够数量的胰腺干细胞。 目的：探讨一种简便易行的胰腺干细胞体外扩增培养方法。 方法：分离新生昆明小鼠胰腺,原代培养三四天,成纤维细胞中出现呈集落生长的胰腺干细胞后,以0.02%EDTA消减成纤维细胞的数量,降低其比例后继续培养,待细胞铺满培养瓶底的80%时,重复三四次,逐渐提高胰腺干细胞的数量。检测胰腺干细胞特异性标志Nestin。尼克酰胺诱导胰腺干细胞分化;双硫腙染色对胰岛样细胞团进行检测。 结果与结论：消减胰腺成纤维细胞的数量及比例后,胰腺干细胞可持续表现出活跃的分裂增殖能力,胰腺干细胞的数量显著增加;细胞保持球形、单个大核、细胞质折光性强、表达(Nestin)。扩增的胰腺干细胞,以尼克酰胺诱导后分化为胰岛样细胞团,双硫腙染色阳性。提示,减少共培养中成纤维细胞的比例和数量,有利于胰腺干细胞的增殖,获得较多数量的胰腺干细胞。扩增后的胰腺干细胞仍保持未分化状态,在适当的体外诱导条件下能分化为胰岛样结构,具有一定的分化潜能。     

间充质干细胞在1型糖尿病治疗中的应用

胰岛移植是治疗1型糖尿病最有希望的方法,但由于供体不足而受到限制。间充质干细胞（mesenchymal stem cells, MSC)具有自我更新和分化为3个胚层细胞的能力,是糖尿病β细胞替代治疗的另一可供选择的细胞来源。MSC能分化为β细胞替代受损的β细胞;同时MSC能迁移到受损的胰腺,通过分泌多种生物活性物质和调节性的增长因子,促进血管生成,改善β细胞生存微环境,修复受损胰腺。此外,MSC还具有调节免疫作用,通过减少自体免疫介导的对胰岛的攻击,从而阻止胰岛β细胞的进一步受损。     

胰腺导管上皮细胞转分化为胰岛样细胞(英文)

背景:胰岛移植是治疗1型糖尿病包括部分2型糖尿病的有效方法。然而,供体来源的匮乏及移植免疫排斥反应极大地阻碍了该方法的推广和应用。最有希望的来源是从干细胞诱导分化出大量可供移植的胰岛细胞,但目前胰腺干细胞转分化方面的研究尚处于起步阶段。目的:寻找胰岛移植治疗糖尿病合适的细胞来源。方法:分离培养昆明小鼠胰腺导管上皮细胞,以添加有角化细胞生长因子、肝细胞生长因子和烟酰胺的DMEM/F12培养基培养,不同时间取样本于光镜和电镜下观察,检测第1,16天时CK-19、PDX-1免疫化学染色变化并以半定量RT-PCR检测第1,16天时胰岛素和胰高血糖素基因表达情况,21d时行双硫腙染色实验及葡萄糖刺激的胰岛素释放实验以检验胰岛样细胞的生理功能。结果与结论:分离第1天,大部分细胞CK-19染色阳性,偶可见PDX-1阳性细胞,16d后,CK-19阳性细胞快速增殖形成细胞团,大部分细胞PDX-1染色阳性;RT-PCR显示培养细胞胰岛素和胰高血糖素表达明显增强,分别增加了5.4倍和6.1倍(P0.01);21d时胰岛样细胞团更加成熟,双硫腙着色阳性,且对高糖(15mmol/L)刺激的胰岛素释放较低糖(5.6mmol/L)时增加了1.6倍(P0.05)。提示小鼠胰腺导管上皮细胞在体外培养条件下可增殖,并具有干细胞潜能,可转分化胰岛素分泌细胞。     

体外定向诱导小鼠胰腺干细胞分化形成胰岛样结构

目的体外探讨胰腺干细胞形成胰岛样结构并对其进行相关检测,探寻胰腺干细胞分化为胰岛样结构可行性及初步鉴定的技术方法。方法从新生小鼠胰腺组织中通过原位传代扩增培养获得富足数量PSC,以尼克酰胺定向诱导PSC,观察细胞的形态变化、形成的细胞团双硫腙染色、免疫荧光组织化学染色及Mallory染色鉴定。结果PSC集落分布,细胞为单个大核、胞质折光透亮,巢蛋白(nestin)及碱性磷酸酶(AKP)染色阳性;诱导后聚集成团,最终形成具被膜包裹的细胞团;双硫腙染色阳性,胰岛素免疫荧光染色可见胞质被激发出绿色荧光的胰岛素阳性细胞;细胞团中央β样细胞及周围α样细胞,形成类似正常胰岛细胞组成的胰岛样结构。结论胰腺干细胞在适宜条件下可定向分化,形成胰岛样结构。     

胰腺干细胞负向筛选分子的鉴定

背景：利用胰腺干/祖细胞体外增殖分化形成β细胞是细胞替代疗法治疗糖尿病的潜在细胞来源之一。由于缺少有效的筛选分子,胰腺干细胞的分离及特性研究进展缓慢。 目的：观察植物凝集素花生凝集素、菜豆凝集素和热稳定抗原对胰腺细胞的标记情况,以期找到胰腺干细胞的负向筛选分子。 方法：采用荧光组织化学方法对植物凝集素(花生凝集素、菜豆凝集素)和细胞表面分子热稳定抗原抗体在成体小鼠胰腺、胚胎胰腺及切除后再生胰腺组织中进行化学及荧光组织化学检测;流式细胞仪分析负向筛选分子对胰腺细胞分群情况的影响;应用细胞培养方法对不同群细胞进行体外培养和观察。 结果与结论：花生凝集素对胚胎胰腺中分化的腺泡细胞能较好标记,但不标记未分化的胰腺干/祖细胞及前体细胞;菜豆凝集素对未分化和分化的胚胎期胰腺细胞均有标记,热稳定抗原能标记正在分化的胚胎胰腺祖细胞、前体细胞和已分化胰腺细胞。在成体胰腺中,花生凝集素和菜豆凝集素均能标记胰腺腺泡和部分导管细胞,但不能标记胰岛细胞;热稳定抗原能特异标记腺泡细胞、导管细胞、血管内皮细胞、血细胞及再生胰腺新生区的导管样结构。PNA^-/lowHSA^-/low细胞占总细胞量的1.6%,对其培养观察发现,其中富含体积较小、三角形或多角形的上皮细胞,这些细胞可连续传代。提示协同使用花生凝集素与热稳定抗原可以筛除大部分分化的胰腺细胞及部分非胰腺细胞,从而富集胰腺干细胞。