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研究背景:2型糖尿病(Type 2 diabetes)是一种慢性炎症性疾病,胰岛β3细胞损伤与胰岛慢性炎性微环境密切相关。间充质干细胞(Mesenchymal Stem Cells,MSCs)具有自我更新能力、多向分化潜能和显著的免疫调控效应,能改善胰岛炎性微环境,从而保护胰岛数量和功能、发挥降糖效应,应用前景良好。但动物实验和临床研究均发现单次的间充质干细胞输注胰岛保护效果和降糖效果不持久。地西他滨(Decitabine,DAC)是一种表观调控药物,可用于血液系统疾病的治疗。近年发现小剂量DAC具有持久的免疫调控能力,能促使促炎型巨噬细胞向抑炎型转变,从而预防或治疗一些炎症性疾病。因此本课题探究了小剂量DAC和单次输注人脐带来源间充质干细胞(Human Umbilical Cord-derived Mesenchymal Stem Cells,UC-MSCs)的联合治疗能否增强MSCs对2型糖尿病小鼠的胰岛保护效应和降糖效应。研究方法:利用高脂喂养和链脲佐菌素(Streptozocin,STZ)进行2型糖尿病小鼠造模。小鼠分为正常组、糖尿病组、DAC组、MSCs组、DAC和MSCs联合治疗组。记录小鼠血糖和体重,并分别在治疗后1、2、4周处死小鼠,利用免疫荧光等观察小鼠胰岛形态结构、细胞分布及炎症因子表达变化等。体外实验观察了 DAC和UC-MSCs对小鼠巨噬细胞分泌谱和表型的影响。研究结果:治疗后1周DAC和MSCs联合治疗组和MSCs组效果相似,单用DAC没有降糖效果。但MSCs组降糖效应维持2周左右,联合治疗组的降糖效应可延长至治疗后4周。同时治疗后4周,联合治疗组小鼠血糖、血清空腹胰岛素、胰岛素耐量实验和葡萄糖耐量实验结果均优于MSCs组。胰岛免疫荧光染色发现,MSCs组胰岛保护作用随时间延长逐渐减弱,但联合治疗组小鼠胰岛结构和功能的改善可持续到治疗后4周。同时免疫荧光发现治疗后4周,与MSCs组相比,联合治疗组小鼠胰岛中白介素1(interleukin 1,IL1β)表达下降,促炎型巨噬细胞减少,抗炎型巨噬细胞明显增多,提示联合治疗组延长的胰岛保护效应与胰岛中巨噬细胞的表型变化相关。体外实验发现,UC-MSCs能促使骨髓来源的小鼠巨噬细胞从促炎向抑炎表型转变,并降低巨噬细胞促炎因子表达。DAC和MSCs联合作用能进一步促使巨噬细胞向抑炎表型极化,并伴随着巨噬细胞PI3K/AKT信号通路表达增强。加入该通路抑制剂LY294002后,巨噬细胞向抑炎表型的极化减弱,提示PI3K/AKT通路参与了 DAC和MSCs联合作用下巨噬细胞向抑炎表型的极化。研究结论:小剂量DAC能延长单次UC-MSCs输注后对2型糖尿病小鼠的胰岛保护效应和降糖效应,这一效应和巨噬细胞由促炎表型向抑炎表型的极化相关。本研究丰富了 2型糖尿病的治疗手段,为干细胞的临床应用提供了新的前景。