1干細(xì)胞

stemcell未分化細(xì)胞自我更新

(self-renew)無限增殖體外長期培養(yǎng)多向分化潛能

(multipotential)現(xiàn)在是1頁\一共有21頁\編輯于星期二2干細(xì)胞的類型：

胚胎干細(xì)胞embryonicstemcells

胚胎干細(xì)胞主要是指來自囊胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的細(xì)胞，有自我更新和多向分化潛能，可以分化為內(nèi)、中、外三個(gè)胚層的各類細(xì)胞。成體干細(xì)胞

adultstemcells

成體干細(xì)胞是處于干細(xì)胞狀態(tài)的成體細(xì)胞，包括成年和未成年動(dòng)物組織中的各種干細(xì)胞，因此又稱為組織干細(xì)胞。如神經(jīng)干細(xì)胞、造血干細(xì)胞、骨髓間質(zhì)干細(xì)胞、上皮干細(xì)胞、肝干細(xì)胞、胰腺干細(xì)胞等。現(xiàn)在是2頁\一共有21頁\編輯于星期二胚胎干細(xì)胞ES細(xì)胞ES細(xì)胞是目前研究最廣泛、最成熟的干細(xì)胞體系。自2009年起，全球共批準(zhǔn)了3項(xiàng)人ES（hES）細(xì)胞的臨床試驗(yàn)，標(biāo)志著hES細(xì)胞向臨床應(yīng)用邁出了重要的一步。然而，hES細(xì)胞.臨床應(yīng)用面臨的一個(gè)瓶頸問題是免疫排斥反應(yīng)。體細(xì)胞核移植（SCNT）技術(shù)能夠制備攜帶患者基因型的hES細(xì)胞，可解決免疫排斥的難題。2013年，美國Mitalipov研究團(tuán)隊(duì)將人類皮膚成纖維細(xì)胞核移植到供體去核卵細(xì)胞中，成功建立了SCNT的hES細(xì)胞，標(biāo)志著治療性克隆又向前邁出關(guān)鍵性的一步。然而，hES細(xì)胞建系必須摧毀人類早期胚胎，故存在劇烈的倫理學(xué)爭議。此外，hES細(xì)胞來源的分化細(xì)胞移植到體內(nèi)存在發(fā)展為腫瘤的潛在風(fēng)險(xiǎn)?，F(xiàn)在是3頁\一共有21頁\編輯于星期二誘導(dǎo)多能干細(xì)胞iPS細(xì)胞iPS干細(xì)胞建立的簡單過程iPS干細(xì)胞建立的過程主要包括：（1）分離和培養(yǎng)宿主細(xì)胞；（2）通過病毒介導(dǎo)或者其他的方式將若干多個(gè)多能性相關(guān)的基因?qū)胨拗骷?xì)胞；（3）將病毒感染后的細(xì)胞種植于飼養(yǎng)層細(xì)胞上，并于ES細(xì)胞專用培養(yǎng)體系中培養(yǎng)，同時(shí)在培養(yǎng)中根據(jù)需要加入相應(yīng)的小分子物質(zhì)以促進(jìn)重編程；（4）出現(xiàn)ES樣克隆后進(jìn)行iPS干細(xì)胞的鑒定（細(xì)胞形態(tài)、表觀遺傳學(xué)、體外分化潛能等方面）。（5）非致死性外界刺激（如物理壓縮，去除細(xì)胞膜上細(xì)菌毒素等，現(xiàn)在是4頁\一共有21頁\編輯于星期二誘導(dǎo)多能干細(xì)胞iPS細(xì)胞采用體細(xì)胞重編程技術(shù)可從患者自體細(xì)胞獲得的iPS細(xì)胞，這不但可解決免疫排斥的難題，而且避免了hES細(xì)胞和SCNT研究存在的倫理學(xué)爭論?，F(xiàn)在是5頁\一共有21頁\編輯于星期二糖尿病發(fā)病機(jī)制現(xiàn)在是6頁\一共有21頁\編輯于星期二干細(xì)胞治療機(jī)制疾病發(fā)病機(jī)制干細(xì)胞治療機(jī)制結(jié)構(gòu)改變內(nèi)環(huán)境變化細(xì)胞/組織破壞缺乏血供;免疫功能紊亂;缺乏生長與營養(yǎng)因子；自由基;提供外源性干細(xì)胞；刺激內(nèi)源性干細(xì)胞；分化－結(jié)構(gòu)重建

促進(jìn)血管再生；

調(diào)節(jié)免疫功能；分泌生長與營養(yǎng)因子；清除自由基；干細(xì)胞治療糖尿病機(jī)制現(xiàn)在是7頁\一共有21頁\編輯于星期二干細(xì)胞治療糖尿病機(jī)制干細(xì)胞對胰島β細(xì)胞的修復(fù)干細(xì)胞對其他胰島素分泌細(xì)胞的修復(fù)

干細(xì)胞對胰島素抵抗的作用現(xiàn)在是8頁\一共有21頁\編輯于星期二目前應(yīng)用的干細(xì)胞根據(jù)來源的不同，干細(xì)胞可分為胚胎干（ES）細(xì)胞、誘導(dǎo)性多潛能干（iPS）細(xì)胞及成體干細(xì)胞。不同種類的干細(xì)胞具有各自的優(yōu)勢和不足?，F(xiàn)在是9頁\一共有21頁\編輯于星期二10

I型糖尿病的治療外源胰島素治療胰腺或胰島移植干細(xì)胞治療：

胚胎干細(xì)胞誘導(dǎo)分化成β細(xì)胞細(xì)胞移植基因?qū)胧蛊浔磉_(dá)胰島素細(xì)胞移植胰腺干細(xì)胞誘導(dǎo)分化成β細(xì)胞細(xì)胞移植現(xiàn)在是10頁\一共有21頁\編輯于星期二11胰腺干細(xì)胞的標(biāo)志

1990年，Lendahl等人發(fā)現(xiàn)神經(jīng)干細(xì)胞中存在一種新的中間絲蛋白—巢蛋白（nestin），現(xiàn)在nestin已是公認(rèn)的神經(jīng)干細(xì)胞標(biāo)志之一。

2000年，Hunziker和Stein發(fā)現(xiàn)胰腺導(dǎo)管和胰島中也存在nestin陽性細(xì)胞。

2001年，Zulewski等人從胰腺中分離到nestin陽性細(xì)胞，將其命名為NIPs（nestin-positiveislet-derivedprogenitorcells），并發(fā)現(xiàn)具有多向分化潛能(multipotential)，在體外可自發(fā)形成類胰島細(xì)胞團(tuán)（islet-likecellclusters,ICCs）.

因此，人們相信nestin可能也是胰腺干細(xì)胞的標(biāo)志。但是，NIPs是否確實(shí)是胰腺干細(xì)胞，能否用于細(xì)胞治療必須進(jìn)一步證實(shí)。

現(xiàn)在是11頁\一共有21頁\編輯于星期二12人胎胰腺的nestin陽性細(xì)胞的分布

免疫組化技術(shù)顯示nestin陽性細(xì)胞

nestin陽性細(xì)胞位于胰腺小導(dǎo)管壁及其相連的原始細(xì)胞團(tuán)現(xiàn)在是12頁\一共有21頁\編輯于星期二13實(shí)驗(yàn)步驟:人胎胰腺

nestin陽性細(xì)胞的分離、體外培養(yǎng)和生物學(xué)特性檢測（目的是確認(rèn)NIPs是胰腺干細(xì)胞）；體外誘導(dǎo)分化NIPs形成能產(chǎn)生胰島素的β細(xì)胞；類胰島細(xì)胞團(tuán)(ICCs)異種體內(nèi)移植—

糖尿病的干細(xì)胞治療實(shí)驗(yàn)研究?，F(xiàn)在是13頁\一共有21頁\編輯于星期二14糖尿病小鼠模型制作(腹腔注射鏈脲佐菌素STZ)

腎膜下移植ICCs治療糖尿病NOD-Scid小鼠腹腔內(nèi)注射腎膜下移植含類β細(xì)胞的ICCs高血糖

注射STZ前注射STZ后

移植ICCS后

302010

血糖水平(mmol/l)

注射后3天小鼠出現(xiàn)穩(wěn)定的高血糖癥

移植4天后小鼠血糖明顯下降現(xiàn)在是14頁\一共有21頁\編輯于星期二

insulin糖尿病小鼠腎膜下移植ICCs后形態(tài)觀察

免疫組化方法檢測含胰島素細(xì)胞

左腎移植部位

移植后40天，移植部位血管增生免疫組化顯示移植部位的胰島素陽性細(xì)胞現(xiàn)在是15頁\一共有21頁\編輯于星期二

移植40天后，移植物在移植部位發(fā)生異常增殖并侵入腎實(shí)質(zhì)，形成導(dǎo)管、細(xì)胞團(tuán)、血管等結(jié)構(gòu)。正常NOD-Scid小鼠腎膜下移植ICCs

移植部位的組織切片H.E染色現(xiàn)在是16頁\一共有21頁\編輯于星期二移植ICCs后血糖明顯下降(P<0.05)

糖尿病小鼠腎膜下移植ICCs后血糖水平測量STZ處理3天后所有NOD-Scid小鼠出現(xiàn)高血糖，移植4天后小鼠血糖水平下降至接近正常并保持穩(wěn)定至40天，未移植的小鼠保持高血糖?，F(xiàn)在是17頁\一共有21頁\編輯于星期二18討論

1,糖尿病小鼠體內(nèi)微環(huán)境對ICCs的定向誘導(dǎo)分化作用，可能使糖尿病的干細(xì)胞治療成為可能。

在體內(nèi)誘導(dǎo)較體外徹底，β細(xì)胞比例高于體外，能顯著降低糖尿病小鼠血糖水平，說明糖尿病小鼠體內(nèi)特殊環(huán)境有利于ICCs向β細(xì)胞分化。（1）糖尿病小鼠的血清可作為胰腺干細(xì)胞體外培養(yǎng)的誘導(dǎo)因子，其中高濃度葡萄糖和胰高血糖素樣肽1(GLP-1)起主要作用。（2）移植部位血管增生，為生長和分化提供營養(yǎng)並有利于胰島素及時(shí)進(jìn)入血液循環(huán)。

現(xiàn)在是18頁\一共有21頁\編輯于星期二19討論

2,干細(xì)胞治療的安全性問題不容忽視。（1）干細(xì)胞誘導(dǎo)分化的不徹底性有待解決。ICCs在正常小鼠體內(nèi)的異常增殖，反映ICCs中存在較多未分化細(xì)胞，如何控制誘導(dǎo)分化的方向和純度並有效抑制可能的惡性增殖是目前干細(xì)胞治療研究碰到的棘手問題。（2）干細(xì)胞移植會(huì)不會(huì)致癌仍是有待解決的問題?！[瘤干細(xì)胞’(cancerstemcell)理論認(rèn)為干細(xì)胞與癌細(xì)胞在增殖調(diào)節(jié)機(jī)制方面有著相同的信號途徑和調(diào)控因子，癌癥可能起源于異?；罨母杉?xì)胞。ABCG2是一種干細(xì)胞標(biāo)志分子，同時(shí)又是多種癌細(xì)胞的抗藥基因，可能是聯(lián)系干細(xì)胞和癌細(xì)胞的分子基礎(chǔ)之一。現(xiàn)在是19頁\一共有21頁\編輯于星期二20

討論3,胰腺干細(xì)胞治療的免疫排斥問題沒有完全解決。

（1）異體移植的免疫排斥（2）自身免疫反應(yīng)

I型糖尿病是一種自身免疫性疾病，自身β細(xì)胞被自己的T細(xì)胞誤認(rèn)為異已細(xì)胞而遭受免疫攻擊。因此即使自身的干細(xì)胞移植，可以避免異體免疫排斥，可能仍會(huì)遭遇自身免疫反應(yīng)。現(xiàn)在是20頁\一共有21頁\編輯于星期二前沿研究2014年10月，哈佛大學(xué)的干細(xì)胞研