骨髓来源细胞诱导分化胰岛素分泌细胞的研究进展

骨髓来源细胞诱导分化胰岛素分泌细胞的研究进展 骨髓来源细胞诱导分化胰岛素分泌细胞的 研究进展 国际外科学杂志2006年第33卷第2期InternationalJournalof 15YanceyPG,delaLlera.MoyaM,SwamakarS,eta1.Highdensity lipoproteinphospholipidcompositionisamajordeterminantofthe bi—directionalfluxandnetmovementofcellularfreecholesterolme— diatedbyscavengerreceptorBIJBiolChem,2000,275(47): 36596—36604. 16JohnsonMS,SvenssonPA,EorenJ,eta1.Expressionofscavenger receptorclassBtypeIingallbladderc.1urmarepithdiumJGas troentero1Hepato1,2002.17(6):713-720. ? 97? 17MiquelJF,MorenoM,AmigoL,eta1.Expressionandregulation ofscavengerreceptorclassBtypeI(SR—BI)ingallbladderepitheli— urnGut,2003,52(7):1017—1024. 18NahumMS,MiguelAT,CohosE,eta1.Cholesterolosisisnotas— sociatedwithhighcholesterollevelsinpatientswithandwithout gallstonedisease.JClinGastroenterol,1997,25:518-521. (收稿日期:2005—09—20) 骨髓来源细胞诱导分化胰岛素分泌细胞的研究进展 高晓东牛伟新 【摘要】胰岛细胞的移植能够治疗I型和?型糖尿病.骨髓来源细胞具有多向分化 能力. 有研究表明骨髓来源的细胞能够分化为胰岛素分泌细胞;但也有研究表明,骨髓来 源的细胞不能 分化为胰岛素分泌细胞,只是由于细胞混杂,骨髓中其他细胞促进胰腺再生以及骨 髓移植诱导患 病鼠免疫耐受等原因导致的假象.本文就目前骨髓来源细胞诱导分化胰岛素分泌 细胞进展进行 综述. 【关键词】干细胞;骨髓;糖尿病 2000年,Shapiro等?报道,给7例I型糖尿病 患者注射分离自捐献胰腺的新鲜胰岛并配合非糖皮 质激素的免疫抑制剂治疗,结果患者不依赖胰岛素 的时问及代谢控制良好的平均时间超过了l2个月, 这个方法便是"埃得蒙顿 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ".然而,供体的缺乏 使得这个方案难以推广,通过干细胞诱导分化胰岛 素分泌细胞给此方案的推广带来了曙光. 骨髓来源细胞是研究较多并比较深入的一类成 体干细胞,早期对它的研究主要集中在血液学相关 方面.近年来,发现骨髓来源细胞能够分化为胰岛 素分泌细胞. l骨髓的组成和表型 骨髓是液状柔软的富含血管的造血组织,存在 于长骨骨髓腔和各种骨松质的网眼中.骨髓主要由 造血干细胞和骨髓间质干细胞组成.造血干细胞是 所有血细胞最原始的起源细胞,它有多种特异表面 标志,如CD45,CD34,CD117,AC113等.骨髓间质 干细胞是造血干细胞生存微环境中的一个重要支持 成分,并具有自我复制和多向分化潜能,在一定条件 下能够形成骨,软骨,脂肪,纤维结缔组织及支持血 作者单位:200032上海,复旦大学附属中山医院普外科 细胞形成的网状结构.它表达高水平CD13,CD29, CD90,CD100,SH2,SH3等,表达低水平CIN4, CDW90,KDR,FHl等,不表达CD34,CD10,CD3l, CD36,CD50,CD11,CD106.最近,在外周血中发现 能分化成内皮细胞的前体细胞,被认为来源于骨 髓. 2骨髓来源细胞的分化潜能 许多研究已经 证明 住所证明下载场所使用证明下载诊断证明下载住所证明下载爱问住所证明下载爱问 骨髓来源细胞能大量增殖且 在一定条件下具有多向分化能力.Peterson等_4通 过交叉性别骨髓移植,发现骨髓细胞能分化为肝卵 园细胞.研究表明,纯化的造血干细胞在体外培养 _6从雄性小鼠的 后分化为肝实质细胞J.Krause等 骨髓分离出Lin—PKH26的细胞,将其移植到雌性 小鼠体内,发现能分化肝,肺,胆管和皮肤细胞. 3骨髓来源细胞分化为胰岛素分泌细胞 人胚胎骨髓来源的干细胞能够分化为成熟的肝 细胞证明了它和肝细胞之间密切的关系.而胰腺和 肝脏在胚胎发育过程中有相同的来源,所以有学者 认为骨髓来源细胞能够分化为胰岛素分泌细胞. Yang等报道高度纯化的鼠卵圆细胞在高糖环境 长期培养下能够分化为胰岛素分泌细胞.在高糖环 境的刺激下,这些细胞能表达胰岛素,胰高血糖素, ? 98?国际外科学杂志2006年筮鲞箜 胰多肽.有研究者从骨髓分离单细胞系,在高糖和 低糖以及8细胞刺激因子的作用下培养2,4个月 后,用流式细胞仪和逆转录一聚合酶链反应(RT— PCR) 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 表明,细胞表达胰岛细胞发育的多种表 型,包括胰岛素一I,胰岛素一?,葡萄糖转录因子2 (gIucosetransporter2,GLUT一2),葡萄糖激酶,胰岛 多肽,神经巢蛋白(nestin),Pdx一1,Pax一6.鼠骨髓来 源干(murinebonemarrowderivedstem,mBMDS)细 胞在分化和未分化的组织中,除了nestin基因,没有 发现非胰岛基因的表达.表明mBMDS细胞能够分 化为胰岛素分泌细胞,并通过分析了鼠DNA,证明 没有污染.将mBMDS细胞在烟碱和exendin环境 下培养1周,用抗胰岛素和抗C肽抗体标记并用显 微镜荧光观察,发现10%,20%的mBMDS细胞标 记抗胰岛素抗体和C肽抗体.说明mBMDS细胞 真正合成和分泌了胰岛素蛋白和C肽. Ianus等l9通过将骨髓来源的干细胞移植到受 体鼠内,能分化成具有胰腺细胞显型的细胞.将它 们移植到细胞宿主胰腺组织,发现能表达胰岛细 胞标志,并对高血糖产生反应,分泌胰岛素.通过 CRE—LoxP系统证实,这些细胞是供体细胞分化的 结果而不是受体和供体细胞的混合.有人发现单独 注射糖尿病鼠骨髓细胞能降低并稳定中度高血糖. 而且,在30d内,问隔多次注射骨髓细胞能使糖尿 病鼠的血糖,葡萄糖耐量恢复正常,通过胰腺的组织 学和形态学分析发现有胰岛细胞的再生.进一步分 析认为鼠糖尿病症状的改善可能是由于骨髓来源细 胞诱导分化胰腺细胞所致n.]. 在行部分胰腺切除术后,新生的胰腺组织可能 含有某些因子和激素能有助于细胞向胰岛组织分 化.Choi等??将小鼠60%的胰腺部分切除,2d后 处死小鼠并提取新生胰腺组织,用来处理骨髓问质 细胞.2,3d后,骨髓间质细胞形成类胰岛结构 团,1周后这些组织形成类似孤立的胰岛,通过 RT—PCR发现GLUT-2,PAX4,NAX6.1.2周后,细 胞在正常血糖的刺激下能释放胰岛素.表明骨髓间 质细胞在某些因子或激素的刺激下可分化为胰岛素 分泌细胞. 4骨髓来源细胞不能分化为胰岛素分泌细胞 虽然,越来越多的证据表明骨髓来源细胞能够 分化为胰岛素分泌细胞,但也有研究对其提出质疑, 认为骨髓来源细胞不能分化为胰岛素分泌细胞. Terada等?将骨髓单核细胞和表达绿荧光蛋白 (greenfluorescentprotein,GFP)的转基因雌鼠胚胎 干细胞在含有白血病抑制因子3(1eukaemiainhibito— ryfactor3,LIF3)培养基质中混合培养,3周后,发 现有GFP阳性的多克隆系出现,该细胞系在形态上 与胚胎干细胞相似.GFP表型和嘌呤霉素抵抗表 明GFP阳性细胞来源于骨髓细胞.DNA分析显 示,该细胞为多倍体.应用PCR扩增后,这些细胞 发现是胚胎干细胞和骨髓细胞的混合基因型.从而 表明,这些细胞是由骨髓细胞和胚胎干细胞混合而 成.骨髓来源的肝细胞能够进入到延胡素酸水解酶 缺乏的小鼠中并纠正其肝脏疾病.Wang等?为了 弄清鼠模型中潜在的 机制 综治信访维稳工作机制反恐怖工作机制企业员工晋升机制公司员工晋升机制员工晋升机制图 ,移植了一系列的骨髓来 源的肝细胞.通过Southern印迹分析表明,重新人 住肝脏中的肝实质细胞从基因方面对于供体骨髓来 说是杂合的.从雌I生供体移植到雄I生受体的细胞基 因方面分析显示,这是由于供体细胞和受体细胞的 混合所致.有研究者用绿荧光蛋白转基因鼠作为供 体,将骨髓移植到受体鼠后,在胰岛中发现绿荧光蛋 白阳性细胞,但该类细胞不表达胰岛素基因,而且给 受体鼠注射低剂量链脲霉素5周后,仍没发现绿荧 光蛋白阳性细胞表达胰岛素基因.因此认为,骨髓 细胞与胰腺细胞具有明显的区别,并不能转化为胰 岛素分泌细胞?. Lechner等?通过研究绿荧光蛋白阳性且性别 混合的骨髓移植的鼠,也把研究扩展到胰腺损伤模 型(部分胰腺切除和链脲霉素的应用).在移植后的 4,6周和3个月,所有动物显示稳定的嵌合,GFP 和Y染色体阳性供体骨髓细胞出现在胰腺的血,淋 巴及裂隙细胞中.然而,检查超过10万个8细胞, 只发现2个GFP阳性.而且,试验组和对照组的鼠 都没有胰腺损伤.从而表明,骨髓来源的细胞并不 能够分化为胰岛素分泌细胞. 5目前研究的焦点和亟需解决的问题 目前,许多研究试图利用骨髓来源的细胞分化 为胰岛素分泌细胞进行糖尿病治疗,但该类研究尚 存在以下争议和急需解决的问题:(1)研究中,胰岛 素分泌细胞是源于骨髓细胞还是骨髓细胞与干细胞 混合培养产生的显型干扰?体外研究表明,干细胞 和分化细胞共同培养时所导致的显型干扰,可能被 误认为是分化的结果n.在骨髓源性干细胞分 化为肝实质细胞的研究中,肝细胞的产生认为是由 国际外科学杂志2006年第33卷第2期IntemationalJou曼班!Q!!:: 于细胞混合而不是造血干细胞分化产生引.同样, 在骨髓来源的细胞分化为胰岛细胞的研究中,Tera— da等_1认为胰岛细胞的产生是由于细胞混合而不 是分化产生.(2)在骨髓移植治疗糖尿病的过程 中,胰岛素分泌细胞是骨髓细胞分化而来,还是骨髓 中的成分促使内源性胰岛的再生?研究发现,将基 因标记的骨髓细胞植入到J3细胞损伤的鼠体内,发 现骨髓来源的内皮细胞能够进入损伤的胰腺,并且 内皮细胞可促进血管生成,有利于胰岛非永久损伤 恢复iS:.Hess等_1将骨髓来源细胞灌输到胰腺导 管和胰岛后发现,受体胰腺细胞快速增殖,并且有胰 岛素分泌细胞的新生,认为骨髓细胞促进胰腺组织 再生和修复.(3)在骨髓移植治疗糖尿病的过程 中,高血糖的逆转是由于胰岛素分泌细胞的分化产 生,还是由于骨髓细胞移植诱导了患病鼠的免疫耐 受?Steptoe等.通过将骨髓细胞或造血干细胞移 , 植到非肥胖型糖尿病(nonobesediabetic,NOD)鼠发现骨髓移植能够诱导糖尿病鼠的耐受,减轻胰岛 细胞的免疫损伤,防止糖尿病发展.(4)如果骨髓 来源细胞可分化为胰岛素分泌细胞,具体何种骨髓 细胞可进行胰岛素分泌细胞的分化?有研究表明骨 髓中CD45表型阴性的间质多能干细胞在高糖环境 下能分化为产胰岛素细胞,这些细胞CIM5(一), CD34(一),C—Kit(一),从而推断不可能是造血干细 胞_8.Ianus等一对移植到胰腺的骨髓来源的EGFP 阳性细胞研究,发现它们也不表达CD45.但目前还 没有明确具体是哪种细胞.(5)骨髓来源的细胞分 化为胰岛细胞的机制还不清楚. 胰岛移植治疗糖尿病具有广阔的应用前景.由 于供体的缺乏,各国学者都在寻找能够分化成胰岛 细胞的干细胞.骨髓细胞具有容易获得,自体移植 不存在免疫排斥等优点,一直被认为是产生胰岛素 分泌细胞的最理想的来源.目前,对于骨髓来源细 胞能否分化为胰岛细胞来治疗糖尿病还有疑问,以 后的研究任务还需进一步明确骨髓细胞诱导分化的 机制,澄清相关疑问,以期得到大量胰岛素分泌细 胞,从而为胰岛移植提供大量的供体来源.这将对 治疗糖尿病具有划时代的意义. 参考文献 1ShapiroAM,LakeyJR,RyanEA,etalIslettransplantationin sevenpatientswithtype1diabetesmellitususingaglucocorticoid ? 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