國際權(quán)威期刊:間充質(zhì)干細(xì)胞不僅能降低血糖,還能抵抗糖尿病并發(fā)癥
2023-02-06 14:13:33 來源:
糖尿病正在“失控”增長。據(jù)國際糖尿病聯(lián)盟在2021年的估算數(shù)據(jù):全球約有5.37億的成年人患有糖尿病,約670萬人會(huì)因此喪命。但實(shí)際上,糖尿病本身并不可怕,可怕的是后面延伸的并發(fā)癥。
據(jù)了解,糖尿病最常見的死因其實(shí)是血管并發(fā)癥——長期處于高糖狀態(tài)下的血液,會(huì)不斷損害患者的血管內(nèi)皮,造成微血管病變(腎病、視網(wǎng)膜病變等)或大血管病變(動(dòng)脈粥樣硬化、心臟病等),進(jìn)而更易造成心臟衰竭、中風(fēng)、靜脈動(dòng)脈血栓、心肌病等重大疾病,這嚴(yán)重威脅著患者的生命。
01.《Stem Cell Research & Therapy》首次揭示:干細(xì)胞保護(hù)血管內(nèi)皮機(jī)制
內(nèi)皮損傷是大多糖尿病血管并發(fā)癥的主要原因,亦是最初事件,比如在糖尿病誘導(dǎo)的腎病中,內(nèi)皮損傷會(huì)誘發(fā)結(jié)節(jié)性腎小球硬化、腎小球基底膜厚度和系膜擴(kuò)張,最終導(dǎo)致腎小球?yàn)V過率下降。因此,內(nèi)皮損傷也一直被視為治療糖尿病血管并發(fā)癥的重要靶點(diǎn)。
當(dāng)前針對血管并發(fā)癥的藥物很少,常用的雙胍(二甲雙胍)、磺脲類、噻唑烷二酮類(格列酮類)都是以血糖穩(wěn)態(tài)為靶點(diǎn),來間接修復(fù)血管的。且不說療效有限,還普遍存在著副作用。
由于干細(xì)胞具有組織修復(fù)和促血管生成能力,因此研究團(tuán)隊(duì)提出了一個(gè)假設(shè),即干細(xì)胞可以通過旁分泌作用恢復(fù)糖尿病誘導(dǎo)的內(nèi)皮損傷。
為了驗(yàn)證這一點(diǎn),科學(xué)家利用人臍帶來源的間充質(zhì)干細(xì)胞(hucMSCs)治療大鼠糖尿病模型和人內(nèi)皮細(xì)胞(HUVECs)的細(xì)胞模型,結(jié)果發(fā)現(xiàn):
干細(xì)胞能降低血糖
在對照實(shí)驗(yàn)中(分為對照正常組,糖尿病模型組,高劑量hucMSCs組和低劑量hucMSCs組),模型組糖尿病大鼠在4周內(nèi)的空腹血糖(FBG)增加,而高劑量hucMSCs組的FBG在第3周顯著降低,低劑量hucMSCs組的FBG在第4周顯著降低。與此同時(shí),無論劑量高低
,HUCMSCS組的VCAM-1水平都回到了正常水平。
干細(xì)胞能修復(fù)受損血管內(nèi)皮
糖尿病模型組HE染色后提示:內(nèi)皮層厚度增加,內(nèi)膜粗糙無序—這些都是典型的糖尿病引起內(nèi)皮損傷的癥狀,而使用低/高劑量hucMSCs的治療組,主動(dòng)脈內(nèi)皮的組織學(xué)形態(tài)明顯改善,且表現(xiàn)出光滑完整的內(nèi)膜和恢復(fù)的內(nèi)皮細(xì)胞。
△hucMSCs對糖尿病誘導(dǎo)的主動(dòng)脈內(nèi)皮組織病理學(xué)改變的影響
旁分泌機(jī)制保護(hù)血管內(nèi)皮
通過細(xì)胞活力測定,PCR,RNA-seq和KEGG富集分析等,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞能通過MAPK / ERK信號介導(dǎo)旁分泌機(jī)制,顯著改善高糖誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷,促進(jìn)HUVECs的細(xì)胞活力、傷口愈合、遷移和血管生成。
這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)首次確定hucMSCs對血管內(nèi)皮糖尿病損傷的療效和機(jī)制,并偶然驗(yàn)證了其降血糖作用。研究者表示:“干細(xì)胞療法是糖尿病血管并發(fā)癥臨床治療的前瞻性策略。”
02.干細(xì)胞技術(shù)為治愈糖尿病帶來希望
干細(xì)胞技術(shù),是目前糖尿病領(lǐng)域的熱門研究方向,早在2010年前,就有研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞能改善Ⅰ型和Ⅱ型糖尿病患者的血糖水平,而后也獲得了大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持。2021年5月,Mass General Brigham 把“干細(xì)胞療法治療糖尿病”的技術(shù)評為“顛覆性技術(shù)”Top12。
2021年10月18日,生物科技巨頭 Vertex宣布:他們利用同種異體干細(xì)胞衍生出的胰島β細(xì)胞(VX-880療法),對一位遭受Ⅰ型糖尿病折磨有40年之久的患者進(jìn)行了治療,在移植270天后,這名原本“胰島失靈”的患者已經(jīng)完全停止了胰島素的使用。
2022年5月3日,由解放軍總醫(yī)院內(nèi)分泌科領(lǐng)銜的一項(xiàng)單中心、隨機(jī)、雙盲對照間充質(zhì)干細(xì)胞治療2型糖尿病II期臨床研究結(jié)果公布,發(fā)表在《Stem Cells Research&Therapy》雜志上。結(jié)果顯示,臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞移植是II型糖尿病的潛在治療選擇。
科學(xué)家分析,這主要得益于干細(xì)胞的歸巢能力及旁分泌功能,這兩者讓干細(xì)胞能夠自動(dòng)遷移到受損部位并釋放細(xì)胞外囊泡、生長因子、細(xì)胞因子等,以調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)和修復(fù)損傷,甚至在一定程度上促進(jìn)胰島β細(xì)胞的再生。例如其中的生長因子(IGF-1、HGF和VEGF)能刺激細(xì)胞增殖和組織重組,而分泌的抗炎因子(IL-10和IL1-RA)能抑制局部炎癥等。
隨著干細(xì)胞臨床研究的發(fā)展,研究表明干細(xì)胞療法對治療糖尿病各類并發(fā)癥效果顯著,這為所有籠罩于糖尿病陰影之下的人們開辟了一條新的治愈之路。
參考資料:
據(jù)了解,糖尿病最常見的死因其實(shí)是血管并發(fā)癥——長期處于高糖狀態(tài)下的血液,會(huì)不斷損害患者的血管內(nèi)皮,造成微血管病變(腎病、視網(wǎng)膜病變等)或大血管病變(動(dòng)脈粥樣硬化、心臟病等),進(jìn)而更易造成心臟衰竭、中風(fēng)、靜脈動(dòng)脈血栓、心肌病等重大疾病,這嚴(yán)重威脅著患者的生命。
2022年6月17日,國際權(quán)威期刊《Stem Cell Research & Therapy》發(fā)表的一項(xiàng)研究證實(shí):間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)不但能降低血糖,還可以通過MAPK/ERK信號介導(dǎo)的旁分泌機(jī)制保護(hù)血管內(nèi)皮免受糖尿病損傷,在治療糖尿病血管并發(fā)癥上有著巨大潛力。
01.《Stem Cell Research & Therapy》首次揭示:干細(xì)胞保護(hù)血管內(nèi)皮機(jī)制
內(nèi)皮損傷是大多糖尿病血管并發(fā)癥的主要原因,亦是最初事件,比如在糖尿病誘導(dǎo)的腎病中,內(nèi)皮損傷會(huì)誘發(fā)結(jié)節(jié)性腎小球硬化、腎小球基底膜厚度和系膜擴(kuò)張,最終導(dǎo)致腎小球?yàn)V過率下降。因此,內(nèi)皮損傷也一直被視為治療糖尿病血管并發(fā)癥的重要靶點(diǎn)。
當(dāng)前針對血管并發(fā)癥的藥物很少,常用的雙胍(二甲雙胍)、磺脲類、噻唑烷二酮類(格列酮類)都是以血糖穩(wěn)態(tài)為靶點(diǎn),來間接修復(fù)血管的。且不說療效有限,還普遍存在著副作用。
由于干細(xì)胞具有組織修復(fù)和促血管生成能力,因此研究團(tuán)隊(duì)提出了一個(gè)假設(shè),即干細(xì)胞可以通過旁分泌作用恢復(fù)糖尿病誘導(dǎo)的內(nèi)皮損傷。
為了驗(yàn)證這一點(diǎn),科學(xué)家利用人臍帶來源的間充質(zhì)干細(xì)胞(hucMSCs)治療大鼠糖尿病模型和人內(nèi)皮細(xì)胞(HUVECs)的細(xì)胞模型,結(jié)果發(fā)現(xiàn):
干細(xì)胞能降低血糖
在對照實(shí)驗(yàn)中(分為對照正常組,糖尿病模型組,高劑量hucMSCs組和低劑量hucMSCs組),模型組糖尿病大鼠在4周內(nèi)的空腹血糖(FBG)增加,而高劑量hucMSCs組的FBG在第3周顯著降低,低劑量hucMSCs組的FBG在第4周顯著降低。與此同時(shí),無論劑量高低
,HUCMSCS組的VCAM-1水平都回到了正常水平。
干細(xì)胞能修復(fù)受損血管內(nèi)皮
糖尿病模型組HE染色后提示:內(nèi)皮層厚度增加,內(nèi)膜粗糙無序—這些都是典型的糖尿病引起內(nèi)皮損傷的癥狀,而使用低/高劑量hucMSCs的治療組,主動(dòng)脈內(nèi)皮的組織學(xué)形態(tài)明顯改善,且表現(xiàn)出光滑完整的內(nèi)膜和恢復(fù)的內(nèi)皮細(xì)胞。
△hucMSCs對糖尿病誘導(dǎo)的主動(dòng)脈內(nèi)皮組織病理學(xué)改變的影響
旁分泌機(jī)制保護(hù)血管內(nèi)皮
通過細(xì)胞活力測定,PCR,RNA-seq和KEGG富集分析等,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞能通過MAPK / ERK信號介導(dǎo)旁分泌機(jī)制,顯著改善高糖誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷,促進(jìn)HUVECs的細(xì)胞活力、傷口愈合、遷移和血管生成。
這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)首次確定hucMSCs對血管內(nèi)皮糖尿病損傷的療效和機(jī)制,并偶然驗(yàn)證了其降血糖作用。研究者表示:“干細(xì)胞療法是糖尿病血管并發(fā)癥臨床治療的前瞻性策略。”
02.干細(xì)胞技術(shù)為治愈糖尿病帶來希望
干細(xì)胞技術(shù),是目前糖尿病領(lǐng)域的熱門研究方向,早在2010年前,就有研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞能改善Ⅰ型和Ⅱ型糖尿病患者的血糖水平,而后也獲得了大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持。2021年5月,Mass General Brigham 把“干細(xì)胞療法治療糖尿病”的技術(shù)評為“顛覆性技術(shù)”Top12。
2021年10月18日,生物科技巨頭 Vertex宣布:他們利用同種異體干細(xì)胞衍生出的胰島β細(xì)胞(VX-880療法),對一位遭受Ⅰ型糖尿病折磨有40年之久的患者進(jìn)行了治療,在移植270天后,這名原本“胰島失靈”的患者已經(jīng)完全停止了胰島素的使用。
2022年5月3日,由解放軍總醫(yī)院內(nèi)分泌科領(lǐng)銜的一項(xiàng)單中心、隨機(jī)、雙盲對照間充質(zhì)干細(xì)胞治療2型糖尿病II期臨床研究結(jié)果公布,發(fā)表在《Stem Cells Research&Therapy》雜志上。結(jié)果顯示,臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞移植是II型糖尿病的潛在治療選擇。
科學(xué)家分析,這主要得益于干細(xì)胞的歸巢能力及旁分泌功能,這兩者讓干細(xì)胞能夠自動(dòng)遷移到受損部位并釋放細(xì)胞外囊泡、生長因子、細(xì)胞因子等,以調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)和修復(fù)損傷,甚至在一定程度上促進(jìn)胰島β細(xì)胞的再生。例如其中的生長因子(IGF-1、HGF和VEGF)能刺激細(xì)胞增殖和組織重組,而分泌的抗炎因子(IL-10和IL1-RA)能抑制局部炎癥等。
隨著干細(xì)胞臨床研究的發(fā)展,研究表明干細(xì)胞療法對治療糖尿病各類并發(fā)癥效果顯著,這為所有籠罩于糖尿病陰影之下的人們開辟了一條新的治愈之路。
參考資料:
[1]Human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells not only ameliorate blood glucose but also protect vascular endothelium from diabetic damage through a paracrine mechanism mediated by MAPK/ERK signaling.https://doi.org/10.1186/s13287-022-02927-8
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