解放军总医院 | 间充质干细胞移值有效降低血糖、改善胰岛素敏感性,并增加胰岛内 β 细胞数量

脐带间充质干细胞能有效降低血糖、改善胰岛素敏感性,并增加胰岛内 β 细胞数量，该疗效可能源于 hMSC 的分泌效应。作者单位：解放军总医院内分泌科，第一作者现在首都医科大学附属北京康复医院工作。

糖尿病是继心血管疾病、恶性肿瘤之后，又一严重危害人类健康的慢性疾病,其患病率呈指数上升趋势。 我国糖尿病流行病学调查数据显示成年人糖
尿病患病率高达 11. 6％，其中 90％以上为 2 型糖尿病。

随着生活方式的改变，2型糖尿病患病率明显增加,严重威胁人类健康。胰岛素抵抗及胰岛 β 细胞的相对缺乏是 2 型糖尿病的重要特征,目前常见治疗药物如磺脲类、双胍类均是基于改善胰岛素敏感性或者刺激残存 β 细胞的胰岛素分泌。 

尽管这些药物能够
在一定程度上控制血糖、改善症状,但无法从根本上遏
制 2 型糖尿病并发症如糖尿病肾病、糖尿病视网膜病变及糖尿病大血管病变的发生。所有上市的治疗药物均着眼于控制血糖、延缓并发症的发生,并没有从根本上治愈糖尿病。

间充质干细胞是一类来源于脂肪、骨髓、脐带等组织的成体干细胞，具有低免疫源性、自我更新和多向分化潜能，自发现以来广泛应用于再生医学的研究。

早期研究均关注干细胞的多向分化能力，在下肢缺血模型中，干细胞可分化为血管内皮细
胞、促进血管再生，而在心肌梗死模型中，干细胞可分化为血管内皮细胞以及心肌细胞从而发挥治疗效应，在不同疾病模型中干细胞可被诱导分化为所需细胞一度成为再生医学研究热点。 

MSC 具有广泛的分泌谱，不同培养环境下可分泌不同的细胞因子，低氧环境下大量分泌成纤维细胞生长因子(FGF)、血管内皮生长因子(VEGF)、胰岛素样
生长因子Ⅰ(IGF-Ⅰ)等,而，炎性环境下主要分泌
肝细胞生长因子(HGF)、转化生子因子 β(TGF-β)、吲哚胺 2,3-双加氧酶( IDO)
,3D 环境下培养 MSC 主
要分泌肿瘤坏死因子a诱导蛋白 6( TSG-6)、斯钙素 1
(STC-1)、前列腺素 E2(PGE2)
。IGF-Ⅰ促进胰岛
β 细胞复制 ,VEGF 促进血管内皮生成、改善组织血供，TSG-6、PGE2 及 IDO 可改善组织慢性炎症，在心肌梗死、腹膜炎及脓毒血症模型中已被证实。

间充质干细胞在2型糖尿病疗效及作用机制

解放军总医院内分泌科的临床研究人员为了探讨脐带间充质干细胞(hMSC)在 2 型糖尿病大鼠中的疗效及作用机制，选择了高脂饲养和小剂量链脲佐菌素诱导建立 2 型糖尿病模型，经尾静脉输注 hMSC 或等量 10 倍浓缩的 hMSC 培
养上清后,每日检测实验大鼠血糖。 

图：脐带间充质干细胞输注对 2 型糖尿病大鼠胰岛及 β 细胞的影响

图 ：hMSC 输注后在肺、肝脏、胰腺中分布情况

治疗后第 7 天行腹腔注射葡萄糖耐量试验和胰岛素耐量试验。 胰腺组织行胰岛素/ 胰升糖素免疫荧光染色。

该实验发现输注 10 倍浓缩的 hMSC 培养上清可降低糖
尿病大鼠血糖、升高血清胰岛素水平,明显改善胰岛素
抵抗,疗效与直接输注 hMSC 相似。但直接输注 hMSC
疗效更好,可能的原因:

(1) hMSC 培养上清在体外浓
缩的过程中某些细胞因子失活;

(2)糖尿病大鼠体内
具备低氧、慢性炎症等微环境,hMSC 输入体内后由于
体内微环境的影响可促使 hMSC 分泌更多有利于治疗
效应的分子,并且 hMSC 在体外培养是 2D 培养系统,
不同于体内;

(3) MSC 还具有免疫调节功能[18]
,可改
善糖尿病大鼠体内慢性炎症状态[19]
。

结果发现，细胞注射后,糖尿病大鼠的空腹血糖和稳态模型评估的胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)下降(均 P 

尾静脉输注 10 倍浓缩 hMSC 培养上清可在糖尿病大鼠中发挥类似 hMSC 的治疗效应。 结果证明，在 2 型糖尿病大鼠中尾静脉输注 hMSC 能有效降低血糖、改善胰岛素敏感性,并增加胰岛内 β 细胞数
量,该疗效可能源于 hMSC 的分泌效应。

总之，干细胞具有多向分化潜力、可分泌大量细胞因子
并具有免疫调节功能,为 2 型糖尿病治疗提供一个新
的选择,在 2 型糖尿病大鼠中 MSC 不仅可增加胰岛内β 细胞数量、修复胰岛结构，而且可明显改善胰岛素抵抗，能够有效针对 2 型糖尿病的发病机制发挥治疗效应。并且 MSC 的治疗效应与其分化功能无关,很大程度上源于其分泌功能。因此,在今后的研究中应当重点筛选出对 2 型糖尿病治疗有效的分泌因子，并通过体外改变 MSC 培养环境促进其定向分泌该类因子从而用于 2 型糖尿病的治疗。由于 MSC 不仅可改善胰岛素抵抗还能恢复 β 细胞功能，因此治愈 2 型糖尿病
不是没有可能。