已有大量实验证实干细胞能帮助降低血糖,而一篇刊登于《Stem Cell Research & Therapy》的研究在此基础上还有新发现:干细胞能通过旁分泌机制保护血管内皮免受糖尿病损伤,是治疗糖尿病血管并发症的前瞻性策略。

糖(táng)尿(niào)病(bìng)正(zhèng)在(zài)“失(shī)控(kòng)”增(zēng)长(zhǎng)。据(jù)国(guó)际(jì)糖(táng)尿(niào)病(bìng)联(lián)盟(méng)在(zài)2025年(nián)的(de)估(gū)算(suàn)数(shù)据:全球约有5.37亿的成年人患有糖尿病,约670万人会因此丧命。
但实际上,糖尿病本身并不可怕,可怕的是随之而来的并发症。据了解,糖尿病最常见的死因其实是血管并发症—长期处于高糖状态下的血液,会不断损害患者的血管内皮,造成微血管病变(biàn)(肾(shèn)病(bìng)、视(shì)网(wǎng)膜(mó)病(bìng)变(biàn)等(děng))或(huò)大(dà)血(xuè)管病变(动脉粥样硬化、心脏病等),进而更易造成心脏衰竭、中风、静脉动脉血栓、心肌病等重大疾病,这严重威胁着患者的生命。
如果说控糖是糖尿病患者的第一要义,那么抵抗糖尿病血管并发症也该尽早提上日程。
但在这点上,现代医学还心有余而力不足。当前针对血管并发症的药物很少,常用的双胍(二甲双胍)、磺脲类、噻唑烷二酮类(格列酮类)都是以血糖稳态为靶点,来间接修复血管的。且不说疗效有限,还普遍存在着副作用。走在前沿的科学家们不得不奋力开发新的策略。
而就在近日,《Stem Cell Research & Therapy》(影响因子:6.832)刊载的一则研究证实[1]:间充质干细胞(MSCs)不但能降低血糖,还可以通过MAPK/ERK信号介导的旁分泌机制保护血管内皮免受糖尿病损伤。在治疗糖尿病血管并发症上有着巨大潜(qián)力(lì)。

首(shǒu)次(cì)揭(jiē)示(shì)!干细(xì)胞(bāo)保(bǎo)护(hù)血管内皮机制
内皮损伤是大多糖尿病血管并发症的主要原因,亦是最初事件(jiàn),比(bǐ)如(rú)在(zài)糖尿病诱导的肾病中,内皮损伤会诱发结节性肾小球硬(yìng)化(huà)、肾(shèn)小(xiǎo)球(qiú)基(jī)底(dǐ)膜(mó)厚(hòu)度(dù)和(hé)系(xì)膜(mó)扩(kuò)张(zhāng),最终导致(zhì)肾(shèn)小球滤过率下降。因此,内皮损伤也一直被视为治疗糖尿病血管并发症的重要靶点。
而考虑到干细(xì)胞(bāo)本(běn)身(shēn)具(jù)有(yǒu)组(zǔ)织(zhī)修(xiū)复(fù)和(hé)促(cù)血(xuè)管(guǎn)生(shēng)成(chéng)能(néng)力(lì),研(yán)究(jiū)团(tuán)队(duì)提(tí)出(chū)了(le)一(yī)个(gè)假(jiǎ)设(shè),即(jí)干细(xì)胞(bāo)可(kě)以(yǐ)通(tōng)过(guò)旁(páng)分(fēn)泌(mì)作(zuò)用(yòng)恢(huī)复(fù)糖尿病诱导的内皮损伤。
为了验证这一点,科学家利用人脐带来源的间充质干细胞(hucMSCs)治疗大鼠糖尿病模型和人内皮细胞(HUVECs)的细胞模型,结果发现:
干细胞能降低(dī)血(xuè)糖(táng)
在对照实验中(分为对照正常组,糖尿病模型组,高剂量hucMSCs组和低剂量hucMSCs组),模型组糖尿病大鼠在4周内的空腹血糖(FBG)增加,而高剂量hucMSCs组的FBG在第3周显著降低,低剂量hucMSCs组的FBG在第4周显著降低。与此同时,无论剂量高低,hucMSCs组的VCAM-1水平都恢复到了正常水平。

△四个对照组的体重(A)、空腹血糖(FBG)(B)以及血液中VCAM-1(C)和ICAM-1(D)水平
干细(xì)胞(bāo)能(néng)修(xiū)复(fù)受(shòu)损(sǔn)血(xuè)管(guǎn)内(nèi)皮(pí)
糖尿病模型组HE染色后提示:内皮层厚度增加,内膜粗糙无序—这些都是典型的糖尿病引起内皮损伤的症状,而使用低/高剂量hucMSCs的治疗组,主动脉内皮的组织学形态明显改善,且表现出光滑完整的内膜和恢(huī)复的内皮细胞。

△hucMSCs对(duì)糖(táng)尿(niào)病(bìng)诱(yòu)导(dǎo)的(de)主动(dòng)脉(mài)内皮组织病理学改变的影响
旁分泌机制保护血管内皮
通过细胞活力测定,PCR,RNA-seq和KEGG富集分析等,科学家发现干细胞能通过MAPK / ERK信号介导旁分泌机制,显著改善高糖诱导的细胞损伤,促进HUVECs的细胞活力、伤口愈合、迁移和血管生成。
这项实验首次确定hucMSCs对血管内皮糖尿病损伤的疗效和机制,并偶然验证了其降血糖作用。研究者表示:“干细胞疗法是糖尿病血管并发症临床治疗的前瞻性策略。”
研究者还认为参与MAPK / ERK信号通路调控(kòng)的(de)旁(páng)分(fēn)泌因子值得进一步研究,以确定究竟是哪些分子在保护血管内皮中起到重要作用。
干细胞为治愈糖尿病带来希望
干细(xì)胞(bāo)疗(liáo)法(fǎ),是(shì)目(mù)前(qián)糖(táng)尿(niào)病(bìng)领(lǐng)域的(de)热(rè)门(mén)研(yán)究(jiū)方(fāng)向(xiàng),在(zài)时(shí)间(jiān)还(hái)未(wèi)翻(fān)入(rù)2025年(nián)前(qián),就(jiù)有(yǒu)研(yán)究(jiū)团(tuán)队(duì)发(fā)现(xiàn)干细(xì)胞(bāo)能(néng)改(gǎi)善(shàn)Ⅰ型(xíng)和(hé)Ⅱ型(xíng)糖(táng)尿病患者的血糖水平。而后也获得了大量实验结果支持。
科学家分析,这主要得益于干细胞的归巢能力及旁分泌功能,这两者让干细胞能够自动迁移到受损部位并释放细胞外囊泡、生长因子、细胞因子等,以调节免疫反应和修复损伤,甚至在一定程度上促进胰岛(dǎo)β细(xì)胞(bāo)的(de)再(zài)生(shēng)。例(lì)如(rú)其(qí)中(zhōng)的(de)生(shēng)长(zhǎng)因(yīn)子(zi)(IGF-1、HGF和(hé)VEGF)能(néng)刺(cì)激(jī)细(xì)胞(bāo)增(zēng)殖(zhí)和(hé)组(zǔ)织(zhī)重(zhòng)组(zǔ),而(ér)分(fēn)泌(mì)的(de)抗(kàng)炎(yán)因(yīn)子(zi)(IL-10和(hé)IL1-RA)能(néng)抑(yì)制局(jú)部(bù)炎(yán)症(zhèng)等(děng)。

Vertex宣布VX-880干细(xì)胞疗法的1/2期临床数据
但是,仅仅改善或控制糖尿病还不够,如何颠覆传统胰岛素疗法,彻底治愈糖尿病才是科学家们的终极目标。
而就在前不久,再生医学界又为糖尿病患者扔下了一枚重磅炸弹—生物科技巨头 Vertex宣布:他们利用同种异体干细胞衍生出的胰岛β细胞(VX-880疗法),对一位遭受Ⅰ型糖尿病折磨有40年之久的患者进行了治疗,在移植270天后,这名原本“胰岛失灵”的患者已经完全停止了胰岛素的使用。
新疗法似乎已吹响了“摆脱胰岛素”的号角,我们也期待着随着再生医学的进步,糖尿病及其并发症将不再是难以治愈的顽疾,更多的病患将获得彻底的救赎。
百年前,胰岛素的诞生让无数人逃离死亡的魔爪。但慢性病的痛苦同样无法言说,糖尿病人不得不终生控糖,且需时刻警惕百余种并发症。
好在局面并非一成不变,随着再生医学的发展,科学家逐渐发现了干细胞疗法对治疗各类并发症的效用,并有望彻底颠覆糖尿病疗法,为所有笼罩于糖尿病阴影之下的人们开辟(pì)了(le)一(yī)条(tiáo)新的治愈之路。
