1、干細(xì)胞移植治療糖尿病 研究進(jìn)展,組員：林春福 李學(xué)婷 胡珊珊 江燕波 郭丹,2,干細(xì)胞 stem cell,未分化細(xì)胞 自我更新 (self-renew) 無(wú)限增殖 體外長(zhǎng)期培養(yǎng) 多向分化潛能 (multipotential),3,干細(xì)胞的類型：,胚胎干細(xì)胞 embryonic stem cells 胚胎干細(xì)胞主要是指來(lái)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 adult stem cells 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

2、細(xì)胞、上皮干細(xì)胞 、肝干細(xì)胞、胰腺干細(xì)胞等。,糖尿病發(fā)病機(jī)制,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(zhǎng)與營(yíng)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(zhǎng)與營(yíng)養(yǎng)因子； 清除自由基；,干細(xì)胞治療糖尿病機(jī)制,干細(xì)胞治療糖尿病機(jī)制,目前應(yīng)用的干細(xì)胞,能夠用分化為胰島細(xì)胞 的成體干細(xì)胞： 胰腺干細(xì)胞 肝干細(xì)胞 骨髓干細(xì)胞 腸干細(xì)胞等,國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,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

3、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 細(xì)胞 細(xì)胞移植,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(yáng)性細(xì)胞。 2001年， Zulewski等人從胰腺中分離到nestin陽(yáng)性細(xì)胞，將其命名為NIPs（ nestin-positive islet-derived progenitor cells ），并發(fā)現(xiàn)具有多向分化潛能 ( multipotentia

4、l )，在體外可自發(fā)形成類胰島細(xì)胞團(tuán)（ islet-like cell clusters , 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)。2001年起，我們?yōu)榇俗隽艘稽c(diǎn)實(shí)驗(yàn)。,12,人胎胰腺的 nestin 陽(yáng)性細(xì)胞的分布 免疫組化技術(shù)顯示nestin陽(yáng)性細(xì)胞,nestin 陽(yáng)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),13,實(shí)驗(yàn)步驟:,人胎胰腺 nestin陽(yáng)性細(xì)胞的分離、體外培養(yǎng)和生物學(xué)特性檢測(cè)（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)生胰島素的細(xì)胞； 類胰島細(xì)胞團(tuán) (IC

5、Cs)異種體內(nèi)移植 糖尿病的干細(xì)胞治療實(shí)驗(yàn)研究。,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 streptozotocin,腎膜下移植含 類細(xì)胞的ICCs,高血糖,注射 STZ前,注射STZ后,移植ICCS后,30 20 10,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,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(cè)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(yáng)性細(xì)胞,移植40天后，移植物

6、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,移植 ICCs后血糖明顯下降 (P0.05),糖尿病小鼠腎膜下移植 ICCs 后血糖水平測(cè)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。,18,討 論,1, 糖尿病小鼠體內(nèi)微環(huán)境對(duì)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， 細(xì)胞比例高于體外，能顯著降低糖尿病小鼠血糖水平，說(shuō)明糖尿病小鼠體內(nèi)特殊環(huán)境有利于ICCs向細(xì)

7、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(zhǎng)和分化提供營(yíng)養(yǎng)並有利于胰島素及時(shí)進(jìn)入血液循環(huán)。,19,討 論,2, 干細(xì)胞治療的安全性問(wèn)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(wèn)題。 （2）干細(xì)胞移植會(huì)不會(huì)致癌仍是有待解決的問(wèn)題。腫瘤干細(xì)胞 (cancer stem cell) 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(hào)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。,20,討 論,3, 胰腺干細(xì)胞治療的免疫排斥問(wèn)題沒(méi)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)。,21,結(jié)論,從人胎胰分離的 nestin 陽(yáng)性細(xì)胞表達(dá)ABCG2，具有干細(xì)胞特性，在體外能誘導(dǎo)分化成有功能的細(xì)胞，移植至糖尿病小鼠體