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骨髓基质干细胞诱导分化为胰岛细胞的实验研究

贾跃伟  
【摘要】: 目的:胰岛细胞移植是治疗Ⅰ型糖尿病最有希望的方法,由于供体细胞不足和免疫排斥反应等问题,限制了胰岛细胞移植技术的应用。骨髓基质干细胞(BMSCs)具有获得容易,可体外复制和增殖,可以定向诱导分化为特定功能细胞的特征。因此,将BMSCs移植用于治疗糖尿病具有重要的临床应用价值。目前,尚未获得诱导干细胞向胰岛细胞分化的高效诱导方法;取得较好治疗效果的干细胞移植途径尚未确定。本实验主要探索体外诱导BMSCs分化为胰岛素分泌细胞的最佳条件;比较尾静脉、肾被膜和胰腺内注射三种干细胞移植途径对糖尿病模型动物的治疗作用,以筛选出干细胞治疗糖尿病的最佳移植途径。 方法:全骨髓贴壁法分离大鼠BMSCs.体外扩增后,部分细胞用于体外诱导实验,即向培养体系中添加胰腺提取液、尼克酰胺、Exendin-4及不同浓度的葡萄糖;观察分化细胞的形态变化;双硫腙染色法(DTZ)鉴定胰岛素分化细胞的生成;放射免疫法(RIA)检测上清液中胰岛素和C—肽水平。另一部分细胞进行BrdU标记。将标记的BMSCs,经尾静脉、肾被膜和胰腺内注射三种途径,移植入链脲佐菌素(STZ)制备糖尿病模型小鼠体内。于移植后3、7、14、28、42天测定血糖;免疫组织化学法检测移植细胞在胰腺中的迁移和分化;放射免疫学方法监测胰岛素及C-肽水平。结果:(1)在高糖或低糖培养基中加入诱导因子尼克酰胺、Exendin-4,细胞趋向形成细胞团,高糖培养条件下细胞成团趋势更明显。添加鼠胰腺提取液,细胞内颗粒增多、细胞脱落、死亡。(2)诱导组大部分细胞双硫腙染色呈棕红色,对照组细胞无阳性着色。(3)诱导组细胞经葡萄糖刺激后,能够分泌胰岛素和C-肽。(4)腹腔注射STZ3d后,小鼠血糖均≥16.7mmol/L,出现明显多饮、多尿等症状,确定糖尿病模型造模成功。(5)尾静脉、肾被膜及胰腺内移植组与糖尿病模型对照组相比,血糖均有所降低,胰岛素及C-肽均有所增加(P0.05),尤以胰腺移植组血糖下降、胰岛素和C-肽升高更为显著。(6)尾静脉和胰腺内移植组的胰腺内可见BrdU阳性标记细胞。肾被膜移植组的小鼠肾脏中有BrdU标记的细胞,胰腺未见BrdU阳性表达的细胞。 结论:(1)在尼克酰胺、Exendin-4联合诱导下,BMSCs可分化为胰岛样细胞,并且高糖培养基的效果要优于低糖培养基。(2)三种移植途径均可降低糖尿病模型小鼠的血糖,提高血液中胰岛素和C-肽的水平。其中胰腺内移植组的效果更明显。


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