間充質(zhì)干細(xì)胞條件培養(yǎng)基在糖尿病動(dòng)物模型中的應(yīng)用及優(yōu)化措施的初探.pdf

1、糖尿病是嚴(yán)重危害人類(lèi)健康的公共問(wèn)題，其患病率正逐年增加。糖尿病主要以胰島β細(xì)胞數(shù)量缺失、胰島素分泌缺陷引發(fā)高血糖紊亂為特征，故而尋找實(shí)現(xiàn)β細(xì)胞再生的途徑是目前糖尿病治療乃至糖尿病治愈的關(guān)鍵。間充質(zhì)干細(xì)胞(Mesenchymal stem cells，MSCs)是一類(lèi)具有無(wú)限自我復(fù)制能力和多向分化潛能的成體干細(xì)胞，其系統(tǒng)輸注能夠刺激胰腺再生，從而有效改善糖尿病高血糖紊亂且主要通過(guò)分泌效應(yīng)發(fā)揮作用。
　　前期研究發(fā)現(xiàn)，間充質(zhì)干細(xì)胞條件

2、培養(yǎng)基(Mesenchymal stem cellsconditioned medium，MSC-CM)輸注治療糖尿病大鼠在短時(shí)間內(nèi)能夠引起受損胰腺組織中β細(xì)胞一定程度的再生，但是對(duì)糖尿病大鼠高血糖紊亂的改善能力有限，且具體的作用機(jī)制未明，值得深入探討。此外，許多文獻(xiàn)表明，MSCs經(jīng)過(guò)一定條件的預(yù)處理，能夠改變其分泌的基因譜，那么模擬糖尿病動(dòng)物體內(nèi)環(huán)境，對(duì)體外培養(yǎng)的MSCs進(jìn)行一定濃度的葡萄糖預(yù)處理，是否能進(jìn)一步提高M(jìn)SCs治療糖尿病的

3、療效，從而初步探索MSCs優(yōu)化治療的可能？
　　在本實(shí)驗(yàn)中，我們通過(guò)單次大劑量(65mg/kg)腹腔注射鏈脲佐菌素(STZ)建立糖尿病動(dòng)物模型，將提取的MSC-CM經(jīng)10倍超濾濃縮后輸注至糖尿病大鼠，根據(jù)糖尿病大鼠血清學(xué)指標(biāo)變化趨勢(shì)評(píng)估其胰島功能的恢復(fù)情況，根據(jù)動(dòng)物胰腺組織免疫熒光染色結(jié)果評(píng)估胰腺內(nèi)β細(xì)胞的再生能力，并通過(guò)胰腺內(nèi)細(xì)胞增殖指標(biāo)的免疫熒光染色結(jié)果對(duì)β細(xì)胞再生的可能機(jī)制進(jìn)行探討。此外，我們模擬糖尿病動(dòng)物體內(nèi)高糖環(huán)境對(duì)UC

4、-MSCs分別進(jìn)行200mg/dl，250mg/dl，350mg/dl和450 mg/dl不同濃度葡萄糖預(yù)處理，檢測(cè)細(xì)胞增殖狀態(tài)，并于一定濃度葡萄糖預(yù)處理24h，48h，72h后檢測(cè)衰老相關(guān)因子p16及生長(zhǎng)因子VEGF、IGF-1、HGF、FGFs基因表達(dá)譜和蛋白含量的變化，以確定合適的預(yù)處理糖濃度及預(yù)處理時(shí)間，并將經(jīng)高糖預(yù)處理的MSCs(HG-MSCs)輸注至糖尿病大鼠，評(píng)估高糖預(yù)處理對(duì)MSCs治療效果的提升，初步探索干細(xì)胞治療優(yōu)化的

5、措施。
　　實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):(1)超濾濃縮MSC-CM治療糖尿病大鼠，在治療早期(＜7天)可明顯改善糖尿病大鼠的高糖狀態(tài)，促進(jìn)血清胰島素及C肽的分泌，并增加β細(xì)胞數(shù)量。細(xì)胞增殖指標(biāo)的免疫熒光染色結(jié)果顯示，MSC-CM治療早期（＜7天）Insulin/ki67雙陽(yáng)細(xì)胞明顯增多，提示β細(xì)胞增殖增加;(2)250mg/dl葡萄糖濃度對(duì)UC-MSCs預(yù)處理可明顯降低衰老相關(guān)因子p16的表達(dá)，并上調(diào)FGF19和FGF21的基因水平，增加FGF19

6、和FGF21的蛋白含量。與未經(jīng)處理的干細(xì)胞相比，經(jīng)250mg/dl葡萄糖預(yù)處理72h的MSCs能進(jìn)一步改善糖尿病大鼠的高血糖紊亂，更有效促進(jìn)胰島功能的恢復(fù)。
　　本實(shí)驗(yàn)證實(shí)，超濾濃縮MSC-CM輸注糖尿病動(dòng)物能夠通過(guò)提高β細(xì)胞增殖率引起胰腺細(xì)胞再生而發(fā)揮治療效應(yīng);當(dāng)預(yù)處理葡萄糖濃度為250mg/dl，預(yù)處理時(shí)間為72h時(shí)，UC-MSCs衰老被抑制，分泌譜明顯改善，進(jìn)一步提升了UC-MSCs治療糖尿病的療效。本實(shí)驗(yàn)為MSCs治療糖尿