同种异体胰岛及胰腺干细胞来源的胰岛样结构序贯移植治疗糖尿病

目的 观察同种异体大鼠胰岛及胰腺干细胞来源的胰岛样结构序贯移植在糖尿病治疗中的作用.方法 分离胰腺组织获得胰岛及胰腺导管上皮细胞,将具有干细胞潜能的胰腺导管上皮细胞在体外培养27d.将新鲜分离的胰岛(200±50)个及诱导分化2周的胰腺干细胞来源的胰岛样结构(2×106)个序贯移植到糖尿病大鼠的肾被膜下观察大鼠的血糖及生存情况.结果 将胰岛及胰腺干细胞来源的胰岛样结构序贯移植到同一糖尿病大鼠3周后血糖仍在5 mmol/L水平,对照组血糖无明显下降.结论 胰腺干细胞可诱导分化为分泌胰岛素的胰岛样结构,胰岛及胰腺干细胞来源的胰岛样结构序贯移植对大鼠糖尿病有治疗作用.     

胰腺干细胞和胰岛移植

胰岛移植是治疗糖尿病行之有效的方法，但是胰岛移植需要解决两大难题：首先，每位受体需要移植大约10万个胰岛，所以要有足够量的胰岛供体，而目前胰腺供体相当匮乏；其次是免疫排斥问题，当前所采用的免疫移植剂治疗都有严重的副作用。     

子鼠胰腺干细胞与胰岛联合移植治疗糖尿病

目的 探讨利用子鼠胰腺干细胞与胰岛联合移植保护移植胰岛,提高糖尿病移植疗效的可行性.方法 分离纯化孕16 d SD大鼠子鼠:胰腺干细胞培养传代,行Nestin免疫组织化学及流式细胞术鉴定;分离纯化SD大鼠胰岛,分联合移植组(10只)、单独移植组(10只)及正常对照组(10只),分别将2×105个子鼠:胰腺干细胞与800个胰岛和单纯800个胰岛移植至糖尿病大鼠模型左肾包膜下,定期监测各组大鼠血糖情况及留取血浆ELISA测胰岛素含量,观察胰岛存活时间.结果 子鼠:胰腺干细胞培养传代3代后细胞涂片免疫组织化学示存在Nestin阳性细胞,流式细胞术测定nestin阳性细胞含量占74.1%.联合移植组大鼠均于术后第3天起血糖开始下降,血浆胰岛素水平逐渐升高,术后5 d内血糖可降至正常[(5.4±0.6)mmol/L],血浆胰岛素达到正常水平[(509.8±16.6)ng/L],胰岛存活时间(18.2±2.4)d;单独移植组大鼠血糖可于术后1周内降至正常[(6.1±0.9)mmol/L],胰岛存活时间(14.4±2.1)d;两组胰岛存活时间差别有统计学意义(P《0.05).结论 子鼠胰腺干细胞与胰岛联合移植可保护胰岛功能,延长胰岛体内存活时间,提高移植疗效.     

胰岛细胞移植的研究进展

胰岛细胞移植治疗糖尿病存在两个障碍，组织来源不足和免疫排斥反应。分子生物学、组织工程学、免疫学、临床药理学等相关学科的发展为上述问题的解决提供了可能。本文就胰岛细胞移植研究的最新进展情况作一综述。     

糖尿病小鼠胰腺干细胞转分化为胰岛样细胞

目的 观察链脲佐菌素所致糖尿病小鼠胰腺干细胞是否能转分化为胰岛样细胞.方法 以链脲佐菌素建立糖尿病小鼠模型,分离培养其胰腺导管上皮细胞,经体外扩增及诱导培养后,以细胞免疫化学方法检测PDX1表达,行STZ染色和葡萄糖刺激的胰岛素释放试验鉴定其功能.结果 糖尿病小鼠胰腺干细胞经体外培养和诱导分化后,PDX1阳性,并形成胰岛样细胞团;胰岛样细胞对高糖刺激(15.0 mmol/L)的胰岛素释放较低糖(5.6 mmol/L)时增加了1.4倍(37.2±11.2比25.9±7.6,t =2.830,P＜0.05),DTZ染色阳性.结论 链脲佐菌素所致糖尿病小鼠胰腺干细胞在体外培养条件下可转分化为胰岛素分泌细胞.     

同种异体胰岛细胞和干细胞来源胰岛移植的现况与未来

同种异体胰岛移植为治愈糖尿病带来了希望。20世纪90年代以来，干细胞研究的迅速进展，为移植提供了新的移植物来源，用干细胞或祖细胞增殖分化获得足够数量和功能的胰岛进行移植，是未来胰岛移植的方向。     

成人胰岛细胞移植治疗1型糖尿病

目的 探讨新型成人胰岛细胞分离、纯化技术分离的成人胰岛细胞移植治疗1型糖尿病的安全性与有效性.方法 采用全氟化碳液(PFC)和UW液双层冷藏胰腺,Liberase酶消化,COBE 2991型专用胰岛细胞分离机分离及连续密度梯度纯化,获取高纯度与高活性的胰岛细胞.通过上腹部小切口,胃右静脉或脐静脉插管,将经短期培养的胰岛细胞经门静脉移植到11例1型糖尿病患者肝脏内.采用达利珠单抗或阿来佐单抗进行诱导,西罗莫司和他克莫司联用的方案预防排斥反应,术后观察胰岛素使用情况,监测血糖、G-肽与糖化血红蛋白水平以及肝功能、肾功能.结果 45个胰腺中,42个成功分离出胰岛细胞,其数量平均为28.5×104胰岛当量(IEQ)/个,纯度为95.7%,活率为93.2%,胰岛素释放试验刺激指数为2.43.11例1型糖尿病患者共行胰岛细胞移植20次,其中移植1次4例,2次5例,3次2例,每次移植胰岛细胞数平均为11 200 IEQ/kg.术后随访6个月至4年,6例完全撤除胰岛素,2例胰岛素用量较术前减少80%,3例减少50%.术后血糖稳定维持在正常水平,C-肽均超过0.166 nmol/L,糖化血红蛋白基本正常,肝、肾功能正常,未发生与胰岛细胞输注相关的并发症.结论 新型成人胰岛细胞分离、纯化方法可靠,采用该技术分离、纯化的成人胰岛细胞移植治疗1型糖尿病临床效果较好.     

胰腺移植及胰岛移植的现状

本文简要综述了胰腺移植与胰岛移植治疗1型及2型糖尿病的现状。     

成人胰腺干细胞分离及转分化为胰岛的研究

目的 通过对成人胰腺干细胞分离和转分化为胰岛过程的研究以便更进一步了解及改进胰腺干细胞分离、培养、鉴定方法。方法 成人胰腺组织以胶原酶消化，密度梯度离心法获得纯化的胰腺外分泌细胞、导管上皮细胞和胰岛。导管上皮细胞在体外共培养27d，观察细胞形态学变化及干细胞特异性转录基因PDX—1，CK—19蛋白等的表达。结果 上述方法可获得大量胰腺导管上皮细胞。体外培养第1天即可见PDX—1，CK—19阳性细胞，胰腺导管上皮细胞迅速分裂增殖并转变为有分化能力的干细胞继而转分化为三维结构的胰岛细胞。培养27d后，平均每克胰腺组织可生成760个胰岛。结论 用改进的方法可获得大量成人胰腺导管上皮细胞，并可在体外转分化为大量具有内分泌功能的胰岛，可能为克服胰岛移植的供体短缺提供一条新途径。     

大鼠胰腺导管上皮细胞体外分离与定向分化

目的分离和纯化大鼠的胰腺导管上皮细胞，在体外培养并诱导其向胰岛细胞定向分化。方法采用胶原酶逆行灌注法消化、密度梯度离心结合不同细胞贴壁差异性分离和纯化胰腺导管上皮细胞；以角蛋白-19（CK-19）免疫细胞化学染色进行鉴定；用RMPI1640＋含体积分数为10％的胎牛血清（FBS）培养基培养促进胰导管上皮细胞增殖，1周后，更换无血清培养基DMEM／F12并加入角朊细胞生长因子等进一步促进其增殖，细胞达80％汇合时传代，加入高糖及尼克酰胺促进胰导管上皮细胞向胰岛细胞定向分化；对胰岛样结构行双硫腙染色。结果CK-19染色结果证实所获细胞绝大多为导管上皮细胞。体外培养中导管上皮细胞24h开始贴壁，14-21d达80％融合并形成细胞克隆，第28d胰岛细胞样结构形成，且被双硫腙染成猩红色。结论采用密度梯度离心结合差异贴壁法可获得纯化的大鼠胰腺导管上皮细胞，在体外培养与诱导分化条件下可生成胰岛样结构。     

成人胰腺干细胞转分化为胰岛的研究

目的：通过对成人胰腺干细胞转分化为胰岛过程的研究以便更深入了解及改进胰腺干细胞分离、培养、鉴定方法。方法：成人胰腺组织经胶原酶消化后,用密度梯度离心法将胰腺外分泌细胞、导管上皮细胞和胰岛分离、纯化,导管上皮细胞即具有转分化潜能的干细胞,在体外先后以CMRL1066和无血清DMEM／F12培养液共培养27d,在培养的不同时间点取样本于光镜和电镜下观察细胞形态学变化及干细胞特异性转录基因PDX－1,CK－19蛋白等单抗的免疫组化染色,并测定培养液中的淀粉酶和胰岛素含量。结果：上述方法可获得大量以往在胰岛分离时丢弃的胰腺导管上皮细胞。经体外一定条件的培养后,第1天即可见PDX－1,CK－19阳性细胞,胰腺导管上皮细胞迅速分裂增殖并转变为有分化能力的干细胞继而转分化为三维结构的胰岛细胞。培养27d后,平均每克胰腺组织可生成760个胰岛。结论：成人胰腺的导管上皮具有干细胞潜能并可在体外转分化为大量具有内分泌功能的胰岛,用此方法获得大量的胰岛可能为克服胰岛移植的供体短缺提供一条新的途径。     

糖尿病小鼠胰岛移植部位的实验研究

目的探讨小鼠肝内、肾包膜下等不同部位胰岛移植物生存时间及免疫学功能的差异。方法采用滤网法分离纯化胰岛,供体胰岛植入受体肝内及肾包膜下。用酶联免疫吸附试验 (ELISA)测定INF-γ的含量。3H-胸腺嘧啶脱氧核苷(3H-TdR)掺入法测定单向混合淋巴细胞反应。结果肾包膜下移植组胰岛生存时间(12．18±1．25)d明显长于肝内移植组[(7．09±0．70)d,P< 0．01]。单项混合淋巴细胞反应显示,肝内移植组淋巴细胞较肾包膜下移植组增殖明显(P<0．01)。上清液测IFN-γ含量,肝内移植组明显升高,差别有统计学意义(P<0．05)。结论不同移植部位, 胰岛的生存时间及免疫功能差异存在统计学意义,肾包膜下是胰岛移植的理想部位。     

微囊化人胎胰岛移植治疗小鼠实验性糖尿病的观察

目的 :探讨微包囊技术在解决胰岛移植免疫排斥问题中的作用。方法 :将用链脲霉素 (STZ)制备的合格糖尿病模型鼠 2 1只随机分为 3组 ,每组 7只。空囊组腹腔内植入 5 0 0～ 6 0 0个空囊 ,游离胰岛组植入经胶原酶消化制备的人胎胰岛细胞 10 0 0± 10 0个 ,微囊组植入 10 0 0± 10 0个微囊包裹的胰岛细胞。结果 :游离胰岛组和微囊组小鼠在完全停用胰岛素的情况下 ,术后血糖分别降至 7.94± 2 .36mmol.L-1和 7.0 7± 1.15mmol.L-1,与空囊组比较差异有统计学意义 (t=13.170　P <0 .0 0 1,t=2 4 .999　P <0 .0 0 1) ,分别持续 7.4 3± 3.4 2天和 78.4± 2 1.2 7天 (t =8.6 5P <0 .0 0 1)。结论 :该微囊化人胎胰岛移植具有良好的组织相容性和免疫隔离作用 ,明显延长移植胰岛的存活时间     

骨髓间充质干细胞对同种异体胰岛的保护作用

目的 研究小鼠骨髓间充质干细胞(mesenehymal stem cells,MSCs)对同种异体胰岛的保护作用.方法 将C57BL/6小鼠骨髓间充质干细胞按照3×104/孔的密度预先接种至24孔培养板,次日分离纯化BALB/c小鼠胰岛,将其分为链脲菌素(streptozotocin,STZ)处理(诱导化学损伤)、混合淋巴细胞反应(mixed lymphocyte reaction,MLR)处理(诱导免疫损伤)、空白处理三组,与预先接种的MSCs进行共培养.作为实验对照,另设三组胰岛在不加MSCs的条件下进行体外培养.5 d后,用吖啶橙(acridine orange,AO)/碘化丙啶(propidium iodide,PI)荧光染色评估胰岛活力,葡萄糖刺激的胰岛素分泌实验检测其功能,比较MSCs共培养组与对照组胰岛在低糖、高糖刺激下的胰岛素分泌量及刺激指数(即高糖刺激胰岛素分泌量/低糖刺激胰岛素分泌量比值).结果 AO/PI染色显示,STZ或MLR处理的胰岛中有大量红色荧光的死细胞,而与MSCs共培养的胰岛中死细胞明显减少,绿色荧光的活细胞明显增加;STZ或MLR处理组胰岛在低糖、高糖刺激下的胰岛素分泌水平及刺激指数均显著下降,而与MSCs共培养者较相应对照组胰岛功能明显改善(P＜0.05).结论 小鼠骨髓间充质干细胞可减轻同种异体胰岛的化学及免疫损伤,保护游离胰岛的活力与功能.

Abstract：

Objective To study the protection of mouse bone marrow-derived mesenchymal stem cells ( MSCs) for allogenic islets. Method MSCs from C57BL/6 mice were preceded to a 24-well culture plate with the density of 3 × 104/well. On the second day, islets were isolated, purified and divided to undergo streptozotocin (STZ) induced chemical injury and mixed lymphocyte reaction ( MLR) respectively. Then, treated and control islets were respectively divided into the following groups: islets + MSCs, STZ-islets + MSCs, and MLR-islets + MSCs. As control groups for their counterparts, treated or non-treated islets were also cultured without MSCs. On the 5th day incubation, glucose-stimulated insulin secretion test was performed to assess the function of islets in different groups, comparing their insulin-secretion amount stimulated by low or high glucose and the stimulation index determined by the ratio of (insulin amount secreted under high-glucose stimulation)/(insulin amount secreted under low-glucose stimulation ). Islet viability was evaluated by acridine orange (AO)/propidium iodide (PI) fluorescence staining. Result As shown by AO/PI staining, large numbers of dead cell with red fluorescence could be observed in STZ- or MLR- treated islets without MSCs, while the number of dead cells obviously reduced in MSC-cocultured islets with increased viable cells of green fluorescence. STZ- or MLR- treated islets exhibited apparently decreased insulin-secretion amount either under low- or high-glucose stimulation, as well as the stimulation index. The insulin-secretion function was significantly improved in islets cocultured with allogenic MSCs (P ＜ 0. 05 ). Conclusions Bone marrow-derived MSCs can protect isolated allogenic islets against chemical and immunological injury.     

未成熟树突状细胞诱导协调性异种胰岛移植耐受的研究

目的　研究未成熟树突状细胞 (DC)在协调性异种胰岛移植中的免疫耐受诱导作用。方法　分别应用 2 0 μg/L粒细胞集落刺激因子 (GM CSF)和 5 0 0 μg/LGM CSF 2 0 0 μg/L白细胞介素4 (IL 4) ,从BALB/c受鼠骨髓培养未成熟DC及成熟DC ,然后负载Wistar大鼠的主要组织相容性复合物 (MHC)抗原。将两种DC回输至糖尿病小鼠体内 ,7d后分别将Wistar大鼠和SD大鼠胰岛移植于糖尿病小鼠左肾包膜下 ,监测移植物存活情况 ,检测T细胞增殖反应 ,并进行病理切片检查。结果　负载MHC抗原成熟DC预处理的BALB/c小鼠体内胰岛迅速被排斥 ,负载MHC抗原未成熟DC预处理的BALB/c小鼠胰岛存活时间明显延长 (P <0 .0 1 ) ,但以SD大鼠作为供者的胰岛移植物迅速被排斥。耐受鼠的脾细胞对Wistar大鼠脾细胞的增殖反应微弱 ,而排斥鼠脾细胞则出现明显增殖反应。结论　未成熟DC预处理受者可诱导T细胞无能 ,并有效延长异种胰岛移植后的存活时间。     

成人胰岛细胞的分离纯化及初步的临床应用

目的分离及纯化成人胰岛,以用于同种胰岛细胞移植。方法利用胶原酶灌注消化以及Ficoll分离液分层纯化的方法获得成人胰岛细胞,并应用于2例临床糖尿病患者。结果经双硫腙染色鉴定,分离纯化后的胰岛细胞活性达到80%~90%;且经胰岛素释放试验表明,实验中收获的胰岛具有良好的胰岛素分泌功能。经临床试验,1例糖尿病患者在输入此胰岛后,已脱离胰岛素治疗;另1例患者已停止服用降糖药。结论用胶原酶灌注消化及Ficoll分离液分层纯化的方法获得成人胰岛细胞是可行的。     

小鼠骨髓间充质干细胞减轻胰岛移植物排斥反应的作用

目的 探讨同种异基因小鼠骨髓间充质干细胞(MSC)与胰岛联合移植对胰岛移植物的免疫调节作用.方法 将18只糖尿病模型小鼠随机分成3组:(1)糖尿病组,不进行任何移植;(2)胰岛移植组,在无菌操作下将10μl纯化后的200个胰岛移植于受者的左肾包膜下;(3)胰岛+MSC移植组,除与胰岛移植组进行相同的移植外,还在胰岛移植前3、2、0d经受者尾静脉分别注射1×106个MSC.移植后,连续监测非空腹血糖至第30 d;第14和28 d对移植部位的左肾进行组织病理学观察;采集外周血进行免疫荧光染色,流式细胞术分析TH1/TH2、Tc1/Tc2细胞的比值、初始和记忆T淋巴细胞的变化、以及骨髓来源的树突状细胞(DC)成熟度和功能的变化.结果 与胰岛移植组比较,胰岛+MSC移植组血糖明显降低,移植部位炎症细胞浸润明显减轻,移植物的存活时间延长;TH1和Tc1细胞明显下降,TH2和Tc2细胞升高,TH1/TH2和Tc1/Tc2细胞比值显著下降;初始T淋巴细胞和记忆T淋巴细胞下调;DC成熟度降低,分泌白细胞介素12(IL-12)的能力下降.结论 MSC与胰岛联合移植可通过对T淋巴细胞和树突状细胞的免疫调节作用,减轻胰岛移植物的排斥反应,从而延长移植胰岛的存活时间.     

胰岛FasL基因转染对大鼠胰岛移植的影响

目的 探究胰岛细胞FasL基因转染对同种大鼠胰岛移植的影响。方法 通过磷酸钙沉淀法构建含目的基因FasL的重组腺病毒AdV-FasL,感染胰岛细胞后移植于糖尿病受者大鼠,通过RT-PCR和免疫组织化学检测移植物FasL表达,观察移植物存活情况及基因转染胰岛细胞凋亡情况。结果 单纯移植胰岛组平均存活期为（6.3±0.56）d,FasL基因转染组并未出现排斥延迟,反而排斥加速,存活期缩短至（3.4±0.24）d。FasL转染的胰岛细胞在移植后24h见FasL表达,在 48 h表达增强,AdV-5感染组及未转染组未见FasL表达。TUNEL标记见移植后FasL转染胰岛细胞凋亡。结论 尽管表达FasL的睾丸细胞与胰岛共移植可诱导活化的淋巴细胞凋亡,使胰岛移植物获得免疫豁免、存活期延长,但通过FasL基因转染使胰岛细胞直接表达FasL,引起胰岛细胞凋亡和粒细胞浸润,导致排斥加速。