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胚胎干细胞诱导分化为胰岛素分泌细胞的研究进展
糖尿病是由于胰岛β细胞损坏导致胰岛素分泌不足或自身对胰岛素抵抗等原因所致的一种代谢紊乱性疾病,截止目前并没有有效的根治办法.胚胎干细胞(embryonic stems cell,ESC)是从囊胚期的内细胞团或早期胚胎的原始生殖细胞中分离得到的一种在体外具有高度增殖能力和多向分化潜能的细胞[1].在体外诱导因子的作用下可以定性诱导分化为胰岛素分泌细胞.随着胚胎干细胞技术的不断成熟,以及对其诱导分化为胰岛素分泌细胞现存问题的不断探究,糖尿病的根治将成为可能.
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胚胎干细胞向胰岛素分泌细胞分化的体外诱导
目的探讨胚胎干细胞向胰岛素分泌细胞分化诱导的途径和方法,为阐明胰岛β-细胞的发育机制和糖尿病的细胞移植治疗奠定基础.方法将传统的多步诱导法改良为两步诱导法,将胚胎干细胞诱导为胰岛素分泌细胞,并与传统的多步法进行比较.结果经过两步诱导,胚胎干细胞被诱导成了胰岛素分泌细胞,越过了先将胚胎干细胞诱导为神经前体细胞,再进一步诱导为胰岛素分泌细胞的传统模式,使诱导时间缩短,诱导方法简化,所得胰岛素分泌细胞数量与传统方法所得相当.结论多阶段和两阶段诱导均可将胚胎干细胞诱导为胰岛素分泌细胞.
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八肽胆囊收缩素对游离脂肪酸损伤胰岛β细胞氧化应激的影响
目的：观察八肽胆囊收缩素（CCK-8）对游离脂肪酸（FFAs）损伤的小鼠胰岛β细胞（本文为 NIT-1细胞株）氧化应激及细胞增殖的影响，探讨 CCK-8对胰岛β细胞保护作用的机制。方法将培养良好的 NIT-1细胞分为对照组、FFAs 组（加入0．25 mmol／L 油酸＋0．25 mmol／L 软脂酸）、CCK-8组（FFAs 组基础上同时加入1×10-8 mmol／L CCK-8），分别培养48 h 和72 h ，观察细胞生长状态，M TT 比色法检测细胞增殖能力，流式细胞仪检测细胞凋亡率，检测细胞培养上清液总抗氧化能力（T-AOC），谷胱甘肽还原酶（GSH-Px）、过氧化氢酶（CAT ）、超氧化物歧化酶（SOD）及丙二醛（MDA ）活性。结果 FFAs 组显微镜下可见较多细胞碎片，CCK-8组细胞碎片明显减少；与 FFAs 组比较，48 h 和72 h CCK-8组的光密度（OD）570值显著增高（均 P＜0．01），与 CCK-8处理48 h 比较，72 h 组 OD570值明显增高（P＜0．01）；与 FFAs 组比较，CCK-8组细胞上清液 CAT 、T-AOC 、SOD及 GSH-Px 活性均明显增高，MDA 含量降低，差异有统计学意义（P＜0．05）；72 h CCK-8组较48 h 组 CAT 、SOD 活性增加，MDA含量降低。结论 CCK-8对 FFAs 损伤的胰岛β细胞具有一定的抗氧化应激作用，同时 CCK-8能够显著刺激 NIT-1细胞的增殖。
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胰岛β细胞衰老与糖尿病相关性研究进展
虽然糖尿病的发病机制非常复杂,但胰岛 β 细胞相关的病理生理机制始终是糖尿病患病的核心环节.各种因素导致的胰岛 β 细胞破坏、细胞数量减少和功能减退终都会引起高血糖和糖尿病.近年来,关于胰岛 β 细胞老化在糖尿病发病机制中的作用备受关注,清除衰老细胞和改善老化细胞的微环境正成为目前衰老相关疾病有希望的治疗方式之一[1-3].
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神经前体细胞不是胚胎干细胞向胰岛素分泌细胞分化的必经途径
探讨胚胎干细胞向胰岛素分泌细胞分化的途径,对胰腺组织工程的临床运用有重要意义.将胚胎干细胞在有小鼠胚胎成纤维细胞饲养层和白血病抑制因子的条件下培养扩增后,再将扩增后的胚胎干细胞不经过神经前体细胞阶段直接诱导为胰岛素分泌细胞,并与传统的多阶段诱导(经过神经前体细胞阶段)进行比较.结果发现,胚胎干细胞脱离饲养层细胞后,经过9～10 d的分化诱导,可以分化为具有胰岛β-细胞特征的胰岛素分泌细胞.与传统的多阶段诱导方法相比,诱导过程简化,诱导时间缩短,所得到的胰岛素分泌细胞数量无明显差异.说明胚胎干细胞向胰岛素分泌细胞分化存在多条途径.神经前体细胞阶段不是胚胎干细胞向胰岛素分泌细胞分化的必须途径.用传统的多阶段分化诱导法和直接诱导法都可以将胚胎干细胞诱导成胰岛素分泌细胞.
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损伤胰腺组织提取液诱导大鼠BMSCs分化为胰岛素分泌细胞的研究
目的 探讨大鼠损伤胰腺组织提取液对诱导大鼠BMSCs分化为胰岛素分泌细胞(insulin producing cells,IPCs)的效果和机制. 方法 取6周龄SD大鼠80只,将其中40只大鼠胰腺切除60％,48 h后取残存胰腺组织制备损伤胰腺组织提取液;余40只大鼠用于制备正常胰腺组织提取液.取4周龄SD大鼠的胫骨及股骨分离培养BMSCs,取第3代细胞分为实验组、正常对照组和空白对照组,分别加入损伤胰腺组织提取液、正常胰腺组织提取液和普通细胞培养液诱导培养.培养14 d过程中,观测细胞形态学改变以及胰腺发育相关基因和蛋白的表达;14d时,流式细胞仪检测分化细胞C肽表达阳性率,葡萄糖刺激实验评价分化细胞释放胰岛素的水平. 结果 损伤胰腺组织提取液可诱导大鼠BMSCs分化为IPCs,在分化过程中表达与胰腺发育相关的基因:胰岛素促进因子1(pancreatic duodenal homeobox 1,PDX-1)、胰岛因子1、葡萄糖转运蛋白2、前蛋白转化酶2、神经元素3、Nkx6.1、生长抑素;细胞免疫荧光染色示其表达成熟胰腺β细胞标志性蛋白PDX-1、胰岛素、C肽、Nkx6.1.而正常对照组和空白对照组未能检测到相关基因和蛋白的表达.实验组C肽表达阳性率为13.8％±1.8％,显著高于正常对照组和空白对照组的1.6％±0.4％(P＜0.05).实验组在高、低糖刺激下胰岛素释放水平明显高于正常对照组和空白对照组(P＜0.05),但仅为天然胰岛的1/40和1/47(P＜0.05). 结论 胰腺损伤后,损伤胰腺组织将分泌与胰腺修复和发育分化相关的转录蛋白,这些蛋白可诱导大鼠BMSCs向IPCs分化.
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胰岛新生相关蛋白肽在促进脐带间充质干细胞分化为胰岛素分泌细胞中的作用
目的 探索人脐带间充质干细胞(hUCMSC)向胰岛素分泌细胞(IPCs)分化的高效、定向诱导方案.方法 在传统诱导方案基础上,加入胰岛新生相关蛋白肽,诱导hUCMSCs分化为IPCs,并通过形态学观察、流式细胞术、荧光定量PCR、免疫荧光、ELISA鉴定IPCs.结果 改良组IPCs的C肽阳性细胞率较传统组有明显提高(P＜0.05),胰腺发育相关转录因子PDX-1、Ngn3、NeuroD1、MafA、insulin、Glut-2 mRNA表达明显提高(P＜0.05).同时,改良组蛋白C肽、PDX-1、Nkx6.1表达阳性,葡萄糖刺激试验证实胰岛素及C肽分泌能力也明显增强(P＜0.05).结论 胰岛新生相关蛋白肽可促进hUCMSCs分化为IPCs,但仍未达到正常入胰岛β细胞功能.
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胰岛α细胞功能与2型糖尿病肾脏病变相关性研究
目的:探讨分析胰高血糖素水平与肾小球滤过率和尿白蛋白/肌酐比值的相关性.方法:选取2型糖尿病患者2173例,收集患者的相关临床资料,应用改良M D RD公式计算患者的肾小球滤过率(eGFR),同时计算患者尿白蛋白/肌酐比值(UACR),以UACR≥30mg/g定义为白蛋白尿.所有患者进行口服糖耐量试验,检测0 min、30 min、60 min、120 min和180 min血糖、胰岛素和胰高血糖素水平,并以血糖曲线下面积(A U Cglu),胰岛素曲线下面积(A U Cins),胰高血糖素曲线下面积(A U Cgla)分别来评估总体血糖、胰岛素和胰高血糖素水平.应用线性回归分析A U Cgla与eGFR的相关性,应用Logistic回归分析四组白蛋白尿的发生风险.结果:①根据AUCgla四分位水平分组(Q1、Q2、Q3和Q4组),eGFR从Q1、Q2、Q3至Q4组呈下降趋势(P<0.05),而UACR和白蛋白尿发生率从Q1、Q2、Q3至Q4组呈升高趋势(P<0.05).②线性相关分析提示eGFR与AUCgla呈明显负相关(r=-0.367,P<0.05),进一步使用多元线性逐步回归分析校正临床其他危险因素,AUCgla是eGFR的危险因素(β=-0.143,t=-7.465,P=0.000,校正partial R2=5.28％).③白蛋白尿发生率在Q1、Q2、Q3至Q4组分别为25.0％,26.3％,26.6％ 和45.8％,以Q1为对照,Q4组白蛋白尿发生风险(OR)为2.54(95％CI 1.97–3.28),进一步使用Logistic回归分析校正临床其他危险因素,Q 4组白蛋白尿发生风险O R为2.34(1.74–3.15).结论:① 胰高血糖素A U Cgla水平升高是2型糖尿病患者肾小球滤过率(eG FR)下降的独立危险因素,可以解释其5.28％ 的变化.②同时胰高血糖素A U Cgla水平与2型糖尿病患者白蛋白尿发生密切相关,第四分位A U Cgla水平白蛋白尿发生风险较第一分位增加2.34倍.
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胰岛素泵强化治疗对初发2型糖尿病患者胰岛β细胞功能的影响
目的:探讨胰岛素泵强化治疗对初发2型糖尿病患者胰岛β细胞功能的影响.方法:初发2型糖尿病患者150例,对照组75例给予常规口服降糖药物治疗,观察组75例给予胰岛素泵强化治疗,随访2年,对比两组患者空腹血糖(FBG)、空腹胰岛素(FINS)、糖化血红蛋白(HbA1c),β细胞功能指数(HOMA-β)、早期胰岛素分泌指数(△I30/△G30).结果:两组治疗后3个月FBG、HbAlc、FINS、HOMA-β、△I30/△G30等指标均较治疗前显著改善(P均<0.01);治疗后两组FBG与HbA1c比较差异无统计学意义(P0.05),FINS与HOMA-β、△I30/△G30比较差异具统计学意义(P均<0.01).2年内HOMA-β及△I30/△G30均降低,但观察组HOMA-β在每个随访时点与治疗后3个月时比较均无显著差异(P均＞0.05),对照组随访1年时即出现显著差异(P＜0.05);观察组△I30/△G30在随访1.5年时与治疗后3个月时出现差异(P＜0.05),而对照组在随访1年时即出现显著差异(P＜0.01).结论:胰岛素泵强化治疗可有效保护初发T2DM患者胰岛β细胞功能.
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Neurogenin 3在胰岛β细胞再生中的研究进展
胰岛β细胞是重要的内分泌细胞,糖尿病患者表现出β细胞的功能障碍和缺失.神经元素3(Neurogenin 3,Ngn 3)在胰岛细胞的成熟和发育中起重要作用.通过再生医学手段使用不同类细胞再生胰岛β细胞有广泛的研究.本文主要对现有β细胞再生研究中Ngn 3在不同分化、转化途径中研究结果进行综述.
关键词： @Neurogenin3 胰岛素分泌细胞 再生 -
PPAR-γ-Pck1-mTOR信号通路在高尿酸血症诱导胰岛细胞凋亡中的作用
目的 了解过氧化物酶体增殖物激活受体-γ(PPAR-γ)-磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(Pck1)-雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路在高尿酸血症导致胰岛细胞凋亡中的作用.方法 用普通饮食喂养雄性敲除尿酸氧化酶自发高尿酸血症小鼠(SCD-KO,n=7)及对照野生型小鼠(SCD-WT,n=7),18周时进行葡萄糖耐量试验(GTT),20周时行胰岛素耐量试验(ITT),并检测血清中的尿酸(UA)和空腹胰岛素(FINS)水平,TUNEL染色检测各组胰岛细胞凋亡情况,苏木精-伊红(HE)染色观察胰腺细胞的结构及形态,Western blot和RT-PCR方法检测各组胰腺组织中PPAR-γ 、Pck1、mTOR蛋白和mRNA表达水平.结果 实验前后SCD-KO组小鼠的UA水平显著高于SCD-WT组(t=20.67、22.60,P<0.01);SCD-WT组与SCD-KO组空腹血糖(FBG)、FINS实验前后差异无显著性(P>0.05).GTT结果显示,SCD-KO组15、30 min时血糖水平较SCD-WT组显著升高(t=2.20、2.30,P<0.05),15 min时SCD-KO组胰岛素水平较SCD-WT组低(t=6.70,P<0.05).GTT结果显示,两组FINS敏感性差异无显著性(P>0.05).HE染色显示,SCD-KO组胰腺细胞的损害程度较SCD-WT组重.与SCD-WT组比较,SCD-KO组细胞凋亡率升高,差异有统计学意义(t=2.30,P<0.05).SCD-KO组PPA R-γ 、Pck1、mTOR mRNA和蛋白的相对表达量均较SCD-WT组升高(t=2.85~6.61,P<0.05).结论 PPAR-γ-Pck1-mTOR信号通路可能参与了高尿酸血症导致胰岛细胞凋亡的过程.
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初诊2型糖尿病血清维生素D和AGEs变化及意义
目的 观察初诊2型糖尿病病人体内血清25-羟维生素D(25-OH-D)和晚期糖基化终末产物(AGEs)含量变化,分析其变化与胰岛素抵抗和胰岛β细胞早相分泌功能的关系.方法 选取初诊2型糖尿病病人60例为观察组,另选择同期参加门诊体检的40名健康人作为正常对照组.分别测定两组血清25-OH-D、AGEs、白细胞介素-1β(IL-1β)、空腹血糖、血脂和糖化血红蛋白(HbA1c)等指标,并同期进行精氨酸试验.两因素间关系采用Pearson相关分析,多个变量间的分析采用多元逐步回归分析.结果 与对照组比较,观察组25-OH-D含量明显降低,而AGEs、IL-1β明显增高,差异均有统计学意义(t=-9.276～4.430,P＜0.01).相关分析显示,25-OH-D与胰岛素第一时相峰值倍数呈正相关(r=0.453,P＜0.01),而与稳态模型胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)、AGEs和IL-1β呈负相关(r=-0.425～-0.315,P＜0.01).多元逐步回归分析显示,校正性别、年龄、血脂、血压、HbA1c和IL-1β后,胰岛素第一时相峰值倍数与25-OH-D呈显著正相关(t=5.028,P＜0.01),与AGEs呈显著负相关(t=-2.933,P＜0.01);HOMA-IR与25-OH-D呈显著负相关(t=-2.234,P＜0.05),与AGEs呈显著正相关(t=11.513,P＜0.01).结论 初诊2型糖尿病病人体内维生素D水平降低,而AGEs水平升高,可能与胰岛素抵抗和胰岛β细胞早相分泌功能下降相关.
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损伤胰腺提取液对ASCs分化为胰岛样细胞影响
目的 探讨损伤胰腺提取液对脂肪间充质于细胞(ASCs)分化为胰岛样细胞的影响.方法 用胶原酶消化法提取大鼠ASCs并分为4组,对照组采用低糖培养液培养,药物诱导组采用高糖培养液和细胞因子培养,混合诱导组采用高糖培养液、细胞因子和损伤胰腺提取液培养,损伤胰腺提取液组采用高糖培养液和损伤胰腺提取液培养.诱导完成后,双硫腙染色鉴定胰岛素阳性反应细胞的表达情况,ELISA法检测细胞胰岛素分泌量,细胞免疫荧光染色检测胰十二指肠同源盒1(PDX-1)的表达.结果 实验组胰岛素阳性细胞数量、胰岛素分泌量和PDX-1的表达均高于对照组(F=77.231,q=3.48～14.81,P＜0.05);混合诱导组胰岛素阳性细胞数量、胰岛素分泌量和PDX-1均优于药物诱导组和损伤胰腺提取液组,差异有显著性(q=5.45、8.94,P＜0.05).结论 损伤胰腺提取液对大鼠ASCs分化为胰岛样细胞具有促进作用.
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高尿酸血症诱发糖代谢紊乱大鼠胰岛细胞功能变化
目的 观察高尿酸血症(HUA)诱发糖代谢紊乱大鼠胰岛细胞功能的变化,探讨HUA诱发和加重糖代谢紊乱的发病机制.方法 健康雄性Wistar大鼠66只,随机分为正常对照组(NC组)、糖尿病(DM组)和HUA组.采用高酵母饲料饲养、腺嘌呤溶液灌胃及皮下注射氧嗪酸钾溶液的方法建立HUA诱发糖代谢紊乱大鼠模型,采用高糖高脂饲料饲养、腹腔注射链脲佐菌素(STZ)的方法建立DM组大鼠模型,每隔2周测定大鼠空腹血糖、空腹血清尿酸的水平;通过酶联免疫吸附法(ELISA法)测定空腹血清胰岛素、胰高血糖素的水平;苏木精-伊红(HE)染色和胰岛细胞双重染色观察持续HUA对胰岛组织学形态及胰岛α、β细胞占胰岛比例的影响.结果 HUA组大鼠4、8、12、16周空腹血糖、空腹血清尿酸水平明显升高,与0周比较差异有显著性(F=11.933、17.606,q=3.632～7.342,P＜0.01);HUA组大鼠第8、12周空腹血清胰岛素水平均较0周显著升高(F=4.680,q=1.916、2.035,P＜0.01),至第16周差异无显著性(P＞0.05);HUA组大鼠0、4、8、12周空腹血清胰高血糖素水平无明显变化(P＞0.05),16周降低,与0周比较差异有显著性(F=3.409,q=1.623,P＜0.01);HUA组与NC组比较,空腹血糖、血清尿酸、血清胰岛素、血清胰高血糖素在0周时差异均无显著意义(P＞0.05),16周时差异有显著意义(t =-2.569～11.854,P＜0.05).HE染色显示,NC组胰岛大小不等,分布均匀,形态规则,无水肿,胰岛细胞正常;DM组胰岛分布弥散,胰岛数量明显减少,部分胰岛轻度肿胀;HUA组与NC组比较胰岛形状变得不规则,胰岛数目减少,但仍然较DM组多.HUA组第1 6周胰岛α、β细胞分布比例与NC组比较无明显变化(P＞0.05);HUA组内0、4、8、12、16周不同时间胰岛α、β细胞所占比例动态变化无显著差异(P＞0.05).结论 实验性HUA诱发糖代谢紊乱的机制可能主要与胰岛素抵抗、胰岛β细胞的损伤有关,而与胰岛α细胞功能的改变可能无关.
