不同途径植入人脐带间充质干细胞治疗1型糖尿病大鼠的实验研究

摘要

1型糖尿病(type1diabetes mellitus，T1DM)是一种代谢性疾病，由多因素引起胰腺胰岛β细胞渐进性破坏，最终导致胰岛素分泌缺乏而发病。人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells，hUCMSCs)以其强大的增殖能力和多向分化潜能而备受关注，多项研究表明，hUCMSCs经植入后可使糖尿病鼠的血糖水平明显下降，已成为β细胞替代治疗的新资源。干细胞植入途径较多，不同植入途径效果各异，而选择正确的植入途径可为细胞到达合适的部位稳定定植并长期存活进而发挥治疗作用提供重要条件。目前hUCMSCs对T1DM的治疗效果得到普遍认可，但其具体降糖作用机理尚不清楚。 目的：观察尾静脉注射、肝实质内注射、胰腺被膜下注射三种途径植入hUCMSCs后实验性T1DM大鼠的血糖浓度、胰岛素水平、肝胰组织形态学变化及胰腺内人/大鼠胰岛素（human&rat insulin）、人/大鼠胰十二指肠同源异型盒基因（human&rat PDX-1）mRNA及肝胰植入部位MAB1281表达情况，对比不同途径间的治疗效果，初步探讨其治疗糖尿病的可能机制，为进一步明确hUCMSCs对糖尿病的治疗作用奠定基础。 方法：正常组（N组，18只）作为对照；腹腔注射链脲佐菌素（streptozotocin，STZ）构建以β细胞破坏为特征的实验性T1DM大鼠模型，成模动物42只随机分为模型组（d组，18只）和干预组（D组，24只）。三组分别随机分为尾静脉注射、肝实质内注射、胰腺被膜下注射三种植入途径亚组，干预组注射hUCMSCs悬液，正常组、模型组注射0.9%生理盐水，分别标记为NC组、NH组、NP组（n=6），dC组、dH组、dP组（n=6），DC组、DH组、DP组（n=8）。植入后每周监测各组大鼠血糖水平至植入后4周，植入后2周和4周检测其血浆胰岛素含量，采用苏木精—伊红（HE）染色观察肝胰组织切片形态学变化，应用免疫组织化学法观察胰腺胰岛素及肝胰MAB1281阳性表达情况，Image-Pro Plus6.0软件分析每组肝胰切片阳性染色区域的平均累积光密度值（integrated optic density，IOD），半定量逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）测定各组胰腺组织人/鼠胰岛素、人/鼠胰十二指肠同源异型盒基因（PDX-1）mRNA的表达情况。采用SPSS21.0软件进行统计分析，所得计量资料结果以均数±标准差（(x)±s）表示。组间数据比较采用单因素方差分析、Kruskal-Wallis检验，P＜0.05为差异有统计学意义。 结果：与模型组相比，干预组各途径组大鼠血糖明显降低(P＜0.05)，血浆胰岛素含量增加(P＜0.05)，以胰腺被膜下注射组效果更为显著。胰腺被膜下注射hUCMSCs组胰岛素阳性染色面积大于模型组相应植入途径组及hUCMSCs其他治疗途径组(均P＜0.05)。MAB1281免疫组化染色示hUCMSCs在干预组相应部位定植。与模型组相比，干预组胰岛素表达量均有所增高(均P＜0.05)，以胰腺被膜下注射hUCMSCs组增高明显。各组均未检出人胰岛素以及人/鼠PDX-1的表达。 结论：1.尾静脉、肝实质内、胰腺被膜下注射等三种途径植入hUCMSC均可使成模大鼠血糖水平下降，血浆胰岛素含量增加，其中以胰腺被膜下注射组效果明显。 2.hUCMSCs可于植入部位定植，并非通过直接分化为胰岛β细胞，而可能通过促进内源性胰腺干细胞增殖、分化来发挥降糖治疗作用。

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