粒细胞集落刺激因子（G-CSF）对小鼠胰岛修复和糖尿病的治疗作用

摘要

[目的及意义]Ⅰ型糖尿病是难以治愈的自身免疫性疾病临床上通常采用皮下注射胰岛素来治疗，但其治疗效果并不理想，且很难阻止糖尿病进展和并发症的发生，患者需终生服药。近年来，随着干细胞研究的进展，使通过诱导干细胞分化、促进胰岛细胞再生、根治糖尿病成为可能。本研究探索使用骨髓造血干细胞动员剂-粒细胞集落刺激因子(G-CSF)治疗小鼠糖尿病，试图在生理条件下通过动员自身的骨髓干细胞体内胰岛部位原位移植实现对病损胰岛组织的修复，达到治疗糖尿病的目的。 [方法]取雌性BALB/C小鼠，体重22-24g，随机分为(1)正常对照组(健康小鼠)。(2)糖尿病模型组(腹腔注射链脲菌素250-300mg/kg)。(3)胰岛素治疗组(每日上午皮下注射中效胰岛素2IU/kg)。(4)G-CSF治疗组(每日下午皮下注射G-CSF20ug/kg)。(5)胰岛素加G-CSF治疗组(每日上午皮下注射中效胰岛素2IU/kg，每日下午皮下注射G-CSF20ug/kg)。(6)G-CSF毒性实验组(健康小鼠每日下午皮下注射G-CSF20ug/kg)。每组9支小鼠，连续治疗60天，分别于治疗后第15天，第30天，第60天测定血糖，每天测定尿糖并称重，于治疗后第30天及第60天取出小鼠胰腺，进行病理切片及免疫组织化学实验，观察胰岛病理变化、CD34+造血干细胞侵润及其向胰岛细胞的分化情况，解剖的同时观察小鼠的脾脏形态。 [结果] 1.糖尿病模型的建立 正常小鼠注射链脲佐菌素后，第6-9天起，血糖和尿糖持续升高，小鼠一般状况较差，体质瘦弱，不活泼，皮毛稀疏，尿多，成模后40天时已全部死亡。病理切片结果显示糖尿病模型组小鼠胰岛细胞损伤情况严重，出现胰岛细胞离散现象，胰岛内有较大空虚区域，胰岛结构受到破坏；脾脏较小，造模后30天其大小约为正常对照组小鼠的1/2。 2.胰岛索单独治疗糖尿病鼠的疗效观察 胰岛素是Ⅰ型糖尿病的常规用药，我们在观察G-CSF对糖尿病的治疗之前，首先观察了胰岛素对所建糖尿病鼠的治疗疗效果，并以此作为对照。糖尿病小鼠每天用胰岛素治疗后，尿量减少，体重增加，尿糖明显下降，空腹血糖有所下降，成活率较模型组明显提高，治疗60后天成活率为60％，但是一般状况较差，与正常组比较小鼠不够活泼，锓后血糖下降不明显。病理切片结果显示小鼠胰岛细胞损伤情况与模型组比较没有明显改善，CD34+细胞及胰岛素免疫组织化学实验显色结果为阴性，脾脏较小。说明胰岛素单独治疗尽管可以降低血糖，对生存率有所提高，但对胰岛的修复没有明显作用，生存质量较差。 3.G-CSF单独治疗糖尿病鼠的疗效观察 糖尿病小鼠每天应用G-CSF治疗后，一般状况良好，比较活泼好动，皮毛光泽，空腹血糖有明显下降，体重增加，治疗60后天成活率达100％。病理切片结果显示小鼠胰岛细胞损伤情况有所修复，脾脏大小基本正常。但是小鼠尿量仍然较多，尿糖、餐后血糖下降不明显。说明尽管G-CSF在降血糖方面不如胰岛素，但它可促进胰岛修复，小鼠的生存质量和长期生存率大大提高，显示G-CSF在糖尿病治疗方面的潜能。 4.G-CSF和胰岛素联合治疗糖尿病鼠的疗效观察 上述研究说明胰岛素或G-CSF单独使用都存在某些不足，为了寻找糖尿病的最佳治疗方案，我们进一步观察G-CSF和胰岛素治疗联合治疗糖尿病鼠的疗效。结果发现二者有互补作用，G-CSF和胰岛素联合治疗后，小鼠不仅血糖、尿糖明显降低，而且小鼠健康活泼，皮毛光泽，尿少，体重增加，治疗60天后成活率100％。更可喜的是病理切片结果显示小鼠胰岛细胞损伤明显修复，免疫组织化学显色结果表明胰岛内有CD34+细胞侵润并且分化为胰岛素分泌阳性细胞。提示G-CSF和胰岛素联合治疗糖尿病，不仅可以降低血糖，而且有利于胰岛的修复，将是一种值得关注的治疗方案 5.G-CSF的毒性实验 正常小鼠每日注射20ug/kgG-CSF，60天后，与正常组比较没有发现明显毒副作用。 [结论和意义] 研究发现： 1.G-CSF具有促进胰岛修复、降低血糖、提高糖尿病小鼠生存质量及生存率的作用. 2.G-CSF与胰岛索联合应用疗效具有相互补偿作用，疗效更佳，不仅可以更好地降低血糖，而且有利于胰岛的修复和再生，提高小鼠的生存率和生存质量。提示G-CSF和胰岛素联合应用将是一种值得关注的治疗方案，对糖尿病的治疗有重要价值

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实验部份

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参考文献

干细胞治疗糖尿病的研究进展综述

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