间充质干细胞在代谢性疾病中的应用

脐带间充质干细胞（UC-MSCs)是一种存在于新生儿 脐带组织中的多功能干细胞，可以在特定条件下持 续增 殖 并 分 化 成 一 种 或 多 种 细 胞 类 型。UC-MSCs具 有易于获得、分离、培养和纯化等优点。多次传代和扩增后，UC-MSCs仍可保持原 有的细胞表型和分化特性。人脐带间充质干细胞（HUC-MSCs)具有非侵入性获得特性和低免疫原 性特点，使其在临床应用中具有独特优势。近年来，HUC-MSCs已广泛应用于临床疾病治疗并取得一些进展。

代谢性疾病是因为代谢问题而发生疾病，原因通常是代谢障碍和代谢旺盛。比如糖尿病、痛风、低血糖症、甲状腺功能亢进、甲状腺功能减退、高尿酸血症等常见疾病，另外还有蛋白质-能量营养不良症、维生素A缺乏病、坏血病、维生素D缺乏病和骨质疏松症等等。

在中国，每6秒将有1个糖尿病患者死亡，糖尿病及其并发症每年导致100万中国人死亡，而让人担忧的是，这种死亡年龄正在逐渐年轻化，根据世界卫生组织公布的信息，如今，糖尿病导致的过早死亡已经占到了40%，而这个比例至今仍在上升中！

1.间充质干细胞治疗1型糖尿病的安全性和有效性

1型糖尿病（T1DM）其特征为胰岛β细胞功能受损、胰岛素绝对缺乏。

南京大学医学院附属鼓楼医院内分泌科的科研团队2021年在国际期刊Stem Cell Res Ther. 上发表了题为One repeated transplantation of allogeneic umbilical cord mesenchymal stromal cells in type 1 diabetes: an open parallel controlled clinical study（1 型糖尿病同种异体脐带间充质干细胞的重复移植：一项开放平行对照临床研究）的研究报告，

该研究开展的一项非随机平行对照的前瞻性研究评估了间充质干细胞治疗1型糖尿病的安全性和有效性。该研究共纳入53例1型糖尿病患者，其中33例成人（≥18岁）、20例青少年。间充质干细胞治疗组（n=27）首次治疗为全身输注同种异体脐带间充质干细胞，随后在3个月时重复治疗；

对照组（n=26）仅给予胰岛素强化治疗，均对患者进行为期1年的随访。结果显示88.7%的间充质干细胞治疗组患者临床症状缓解，约是对照组的2.5 倍；随访期间没有患者被诊断出肿瘤或慢性感染，也没有高血糖酮症酸中毒或低血糖发作，表明间充质干细胞治疗对β细胞功能恢复有效。

随访1年，间充质干细胞治疗组40.7%的受试者达到主要终点，明显高于对照组。MSC 治疗组中的 3 名受试者，与对照组中没有人相比，实现了胰岛素独立并维持无胰岛素 3 至 12 个月。在成人发病的 T1D 中，间充质干细胞治疗组的餐后 C 肽变化百分比显着高于对照组。然而，青少年发病的 T1D 组之间空腹或餐后 C 肽的变化没有显着差异。多变量逻辑回归分析表明，较低的空腹 C 肽和较高剂量的 UC-MSC 与移植后临床缓解的实现相关。没有观察到严重的副作用。

2.间充质干细胞治疗2型糖尿病的安全性和有效性

山东大学第二医院科研团队在国际期刊CLIN LAB发表的标题为Umbilical cord mesenchymal stem cell transfusion ameliorated hyperglycemia in patients with type 2 diabetes mellitus指出，脐带间充质干细胞输注改善2型糖尿病患者的高血糖。

该研究评估了脐带间充质干细胞对2型糖尿病（T2DM）治疗的有效性和安全性，18例2型糖尿病患者静脉输注3次脐带间充质干细胞，并对患者进行为期6个月的随访。结果表明输注脐带间充质干细胞的治疗组患者空腹血糖(FBG)和餐后血糖(PBG)显著降低，治疗过程中4例患者出现暂时性发烧。脐带间充质干细胞输注后6个月内，患者机体糖代谢稳定， 表明输注脐带间充质干细胞治疗2型糖尿病安全性和耐受性良好， 可有效缓解高血糖症，并提高2型糖尿病患者C肽水平和调节性T细胞数量。

另有研究表明在体外诱导脐带间充质干细胞向神经功能细胞分化，随后向体内移植，对糖尿病视网膜病变有较好治疗（下图）。

该研究表明，输注脐带间充质干细胞安全且耐受性好，可有效降低血糖，增加 T2DM 患者亚组中 C 肽水平和 Tregs 的生成。这项研究为进一步研究 脐带间充质干细胞输注对控制血糖以及在更大的队列中 T2DM 的发病率提供了基础数据。

3.间充质干细胞治疗糖尿病（ＤＭ ）及其并发症机制

中国糖尿病并发症患病率分别为：高血压31.9%；脑血管病12.2%；心血管病变15.9%；下肢血管病变5.0%；眼部疾患34.3%；肾脏病33.6%；神经病变60.3%。糖尿病并发症总患病率为73.2%。

也就是说，中国糖尿病患者中，1/3有高血压，三分之一有大血管病变（包括脑血管心血管），三分之一有眼病，三分之二有神经病变。

2020年安徽皖南医学院附属夷矶山医院药学部安徽省重点实验室的科研团队在学术期刊Stem Cell Res Ther. 上发表了题为What is the impact of human umbilical cord mesenchymal stem cell transplantation on clinical treatment？（人脐带间充质干细胞移植对临床治疗有何影响？）的研究报告。

该报告指出脐带间充质干细胞治疗糖尿病（ＤＭ ）及其并发症机制：（1）通过脐带间充质干细胞靶向炎症组织，分化为功能性胰岛样细胞，抑制炎症小体活性，发挥抗炎作用；（2）以溃疡组织为靶点，促进细胞因子释放及溃疡组织上皮化，使溃疡部分或完全愈合。

研究结论认为，人脐带间充质干细胞在临床上可以治疗多种疾病并取得了良好的治疗效果，脐带间充质干细胞辅助技术的开发为其临床应用奠定了基础。

4.间充质干细胞治疗痛风的新选择

在中国有1.2 亿高尿酸人群，有 1200 万痛风患者正饱受疼痛、病情难以控制、甚至关节畸形的困扰。痛风到底有多痛，痛过的人说像用刀割肉，像砖头砸在脚面上。堂堂八尺男儿也能被痛风折磨得流泪，甚至彪形大汉不停地渴求超剂量使用止疼药物。痛风病痛起来可以说是入骨三分。

传统治疗痛风的方法大多是治标不治本，难以达到很好的疗效，而干细胞治疗痛风的出现，为广大痛风患者的康复带来了新的希望。

2017年，山西医科大学为探讨经鼠尾静脉移植的骨髓间充质干细胞（BM-MSCs）对大鼠痛风肾的影响，取36只幼年雄性Wistar大鼠，随机分成两组，一组12只，为正常组；另一组24只，为造模组，造模组采用腺嘌呤200mg/kg/d灌胃4周制作痛风肾大鼠模型。

移植BM-MSCs后，治疗组（BM-MSCs+CRF组）的BUN、Scr和24小时尿蛋白相比于PBS+CRF组显著地降低(如表2-2实验结果以均数±标准差表示，*P

实验结果显示，BM-MSCs能够促进肾脏细胞分化和生长，并能抗氧化应激反应，这可能与促进TrxR1分泌有关。能够减少TGF-β1水平抑制EMT，这一过程是通过调节TNFα-P38信号通路。基于以上作用，使慢性肾衰竭的肾功能得到改善。

5.间充质干细胞有望修复甲状腺功能，改善患者健康状况

甲状腺是人体最大的内分泌腺体，由它合成并分泌的甲状腺激素是人体最重要的激素之一，控制着人体的代谢活动，并影响身体的每个部分，对人体健康有着至关重要的作用。一旦甲状腺患病，就会给人体带来危害，影响到人的身体健康。

间充质干细胞诱导分化为甲状腺细胞，2011年，中国研究人员在《中国组织工程研究》杂志中证实了骨髓间充质干细胞可诱导培养为甲状腺细胞，他们建立了大鼠骨髓间充质干细胞体外诱导为甲状腺细胞的方法，采用了密度梯度法分离骨髓间充质干细胞，用促甲状腺素和胰岛素诱导，最后通过形态学以及生物学证实了诱导分化生成的细胞中含有甲状腺细胞。

总之，人脐带间充质干细胞对其治疗特性至关重要的几个功能：分化为终末细胞、免疫调节、旁分泌作用、抗炎作用、抗纤维化作用和调节非编码 RNA。脐带间充质干细胞的这些特征在糖尿病及其并发症、肝病、系统性红斑狼疮、关节炎、脑损伤和脑血管疾病、心脏病、脊髓损伤、呼吸系统疾病、病毒感染和其他疾病的背景下进行了讨论具有重要临床应用价值。