近日，西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院教授、陜西省干細(xì)胞工程技術(shù)研究中心研究員華進(jìn)聯(lián)團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合上海第四人民醫(yī)院內(nèi)分泌科教授王從容團(tuán)隊(duì)，發(fā)現(xiàn)褪黑素預(yù)處理臍帶間質(zhì)干細(xì)胞移植對(duì)治療降低II型糖尿病中急性代謝紊亂引發(fā)的高血糖癥的作用。相關(guān)研究近日發(fā)表于《干細(xì)胞研究與治療》期刊。

“我們發(fā)現(xiàn)，這種方法可為干細(xì)胞移植治療提供一個(gè)有利其存活的穩(wěn)定微環(huán)境，進(jìn)而發(fā)揮修復(fù)II型糖尿病小鼠受損胰腺組織的作用，它為人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞移植聯(lián)合褪黑素提高干細(xì)胞移植治療效果提供了理論基礎(chǔ)?！比A進(jìn)聯(lián)對(duì)《中國科學(xué)報(bào)》說。

II型糖尿病是由多種病因引起的人體內(nèi)胰島素分泌不足或者胰島素抵抗的代謝性疾病，其慢性并發(fā)癥主要包括大血管、微血管和神經(jīng)等病變。糖尿病性微血管病變是引起糖尿病足、壞疽、截肢致殘的主要誘發(fā)因素。其主要的病理生理基礎(chǔ)是內(nèi)皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能受損，導(dǎo)致血管通透性增加、脂質(zhì)沉積，動(dòng)脈粥樣硬化形成，這是研究II型糖尿病血管病變的關(guān)鍵。

臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞（hUC-MSCs）是來源于新生兒臍帶組織的一種多能干細(xì)胞，其形態(tài)、特征及性質(zhì)與骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞非常相似，可以分化為胰島素樣分泌細(xì)胞等各種組織細(xì)胞。作為一種新型的干細(xì)胞來源，hUC-MSCs與其他干細(xì)胞的來源相比，具有來源豐富、容易存儲(chǔ)、抗原性較低，以及受病毒或癌細(xì)胞污染性較低等諸多優(yōu)點(diǎn)，從而成為臨床研究的一個(gè)重點(diǎn)方向。

褪黑激素是一種通過松果體產(chǎn)生和釋放的天然激素，研究表明其具有調(diào)節(jié)晝夜節(jié)律、抑制衰老和炎癥的特性。而華進(jìn)聯(lián)團(tuán)隊(duì)此前的研究發(fā)現(xiàn)，它還能顯著調(diào)節(jié)間充質(zhì)干細(xì)胞的分化、增殖和抗凋亡作用，提高脂肪源間充質(zhì)干細(xì)胞移植的存活率和療效。為此，他們希望通過研究間充質(zhì)干細(xì)胞單獨(dú)或聯(lián)合褪黑激素對(duì)II型糖尿病的治療效果。

華進(jìn)聯(lián)與王從容團(tuán)隊(duì)將hUC-MSCs經(jīng)尾靜脈注射到II型糖尿病模型小鼠的體內(nèi)后，通過監(jiān)測(cè)其體重和血糖的變化情況發(fā)現(xiàn)，與糖尿病對(duì)照組相比，hUC-MSCs組和聯(lián)合褪黑素治療組小鼠體重顯著增加，空腹血糖、隨機(jī)血糖、葡萄糖耐受量、血清總膽固醇以及甲狀腺球蛋白水平明顯下降，并且可以降低脂肪細(xì)胞直徑。由此表明，hUC-MSCs對(duì)II型糖尿病小鼠的體重和血糖均具有保護(hù)作用。

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，褪黑素可以通過激活信號(hào)通路、上調(diào)褪黑素受體的表達(dá)，RNA測(cè)序分析發(fā)現(xiàn)共表達(dá)20486個(gè)基因。分析發(fā)現(xiàn)這些通路中與脂肪代謝相關(guān)的通路較多，如MAPK（絲裂原活化蛋白激酶）和 PI3K-Akt（磷脂酰肌醇激/蛋白激酶B）等信號(hào)通路，同時(shí)褪黑素可提高如MT1、MT2褪黑素受體表達(dá)量，進(jìn)而促進(jìn)hUC-MSCs增殖活性，細(xì)胞發(fā)生遷移的數(shù)量增多，而當(dāng)采用褪黑素抑制劑處理后，細(xì)胞增殖和細(xì)胞周期相關(guān)基因的表達(dá)水平顯著改變。

研究發(fā)現(xiàn)，hUC-MSCs聯(lián)合褪黑素移植可以促進(jìn)II型糖尿病小鼠胰島素的表達(dá)量，降低胰高血糖素的含量，并提高胰島素的分泌量和耐受量，提高間充質(zhì)干細(xì)胞移植7天后在肝、胰腺、肺、睪丸的存活率。

研究表明，hUC-MSCs聯(lián)合褪黑素治療對(duì)II型糖尿病小鼠在降低血糖的同時(shí)并有肝臟保護(hù)作用。其主要機(jī)制可能是通過抑制PI3K/AKT的活性，阻斷了凋亡和炎癥反應(yīng)級(jí)聯(lián)信號(hào)通路，降低了Capase3、BAX、AS160、P53蛋白的表達(dá)，進(jìn)而促使細(xì)胞周期、葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白及胰島素相關(guān)分子GLUT4、cyclinA、cyclin E、IRS-1表達(dá)上調(diào)，改善II型糖尿病高血糖及胰島素耐受量。

華進(jìn)聯(lián)表示，該研究為干細(xì)胞治療人類糖尿病和肝損傷等代謝性重大疾病提供了科學(xué)證據(jù)。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1186/s13287-022-02832-0

來源：《干細(xì)胞研究與治療》