临床发现,干细胞这三大机制成为干预治疗代谢性综合征的主要机制

2021
05/24

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杭吉泰迪干细胞
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间充质干细胞通过再生、直接修复、免疫调节等机制治疗多种疾病的理论基础和实验研究,为临床上运用Mscs 治疗代谢综合征提供了新思路。

代谢综合征(Ms)是以胰岛素抵抗为主要特点,可引起肥胖、高血压、高血糖以及血脂紊乱等聚集发病,并且导致心血管疾病和糖尿病发病风险明显增高的一组代谢性疾病的总称。

目前MS的治疗主要以改善生活方式和药物治疗为主,这些治疗要求患者有较强的依从性,存在药物不良反应,且较难从根本上改善和治愈MS。

间充质干细胞 (MSCs)是一种具有自我复制能力和多 项分化潜能的细胞,目前MSCs在糖脂代谢紊乱、胰岛素抵抗、高血压及心血管疾病等相关病变中的应用已有报道。

目前应用于治疗代谢综合征的主要有胚胎、脐带、骨髓和脂肪来源的间充质干细胞。

间充质千细胞治疗代谢综合征的三大作用机制

间充质干细胞的分泌效应抑制慢性炎症减轻肥胖


  • 研究证实,肥胖是一种系统性慢性低度炎症,这种炎症状态为MS的发生发展提供了最佳“环境”。

  • 肥大的脂肪细胞通过分泌MCP—l等趋化因子招募单核细胞和巨噬细胞聚集于脂肪组织引起炎症反应,同时分泌大量炎性因子; 其次,脂肪组织的局部缺氧、内质网应激等都能通过激活炎症信号通路促进炎性因子(IL一6、TNF一α等)的表达和分泌。

  • 因此,控制肥胖相关炎症是控制Ms发生发展的关键环节。MSCs作为再生修复的重要细胞,已经被证实可以 通过其分泌机制,发挥抗炎与免疫调节作用。


间充质干细胞的分泌作用有效改善机体的胰岛素抵抗


  • 胰岛素抵抗(IR)是Ms另一个重要的触发因素,而炎症又是引起IR的重要原因。


  • 在Diabetes杂志上首次提出并 证实在输注早期BMMSCs可以通过改善胰岛β细胞功能和 外周靶组织胰岛素抵抗达到缓解高血糖的目的,而输注晚期则主要通过改善外周组织胰岛素抵抗来达到长期控制血糖的目的。


  • 体外实验证实BMMscs通过活化骨骼肌、脂肪和肝胰岛素受体底物一1一AKT-GLUT信号通路改善外周组织胰岛素抵抗而达到降低血糖的目的。


间充质干细胞促进血管再生和修复心肌的作用有效改善血液循环


  • 当机体组织和细胞受到损伤时,损伤的血管、 细胞以及释放的炎性因子(TNF一α,IL一1β等)激活巨噬细胞、中性粒细胞、T细胞和β细胞等免疫细胞改变受损组织的微环境,Mscs被招募到损伤部位分化为血管内皮细胞、心肌细胞和平滑肌细胞,直接参与血管再生和受损心肌的修复。


  • 除此之外,Mscs可以分泌促血管生成分子,如血管内皮生长因子、肝细胞 生长因子、碱性成纤维细胞生长因子、转化生长因子一β和胰岛素样生长因子一1,促进血管的自我修复。


  • 总的来说,各种实验数据和临床证据都表明,MSCs移植可促进血管再生和修复受损心肌细胞,从而改善心脏功能和血液循环。


最初设想

Zhao等在2011【1】年、Gopurappilly和Bhonde【2】在2012年先后提出了“Mscs 通过调节IR治疗2型糖尿病”的假说。

基础研究

同时,一项通过输注骨髓来源间充质干细胞(BMMscs)治疗由高糖高脂饮食联合注射链霉菌素诱导的2型糖尿病大鼠的实验研究。

进一步证实了静脉输注大鼠BMMscs明显改善了大鼠的IR指数,增强了胰岛素靶组织中的P13K—AKT的信号,促进了葡萄糖转运蛋白4的表达与膜转位,继而改善了大鼠的高血糖,也发现了胰岛不同程度的再生。

临床案例

2018年的一项MSCs治疗2型糖尿病的临床试验中,研究者将Mscs以1×10^6kg经外周静脉直接输注和经脾静脉导入胰腺两种方式分别于第5天和第10天两次输注给22例招募的糖尿病患者,观察其细胞治疗前后相关指标的变化。

此项研究证实MSCs输注后患者的胰岛素抵抗明显改善,并且发现细胞输注6个月后患者血清中IL一1B和IL一6的水平明显下降。提示Mscs可能通过调节炎症相关因子的分泌和改善IR治疗MS。

结语

间充质干细胞通过再生、直接修复、免疫调节等机制治疗多种疾病的理论基础和实验研究,为临床上运用Mscs 治疗代谢综合征提供了新思路。

MScs移植在胰岛素抵抗、糖脂代谢紊乱、心血管病及肾病中的作用及分子机制,为进一步探讨MSCs移植治疗代谢综合征提供了更多希望和可能性,也为将来的动物实验和 临床研究提供一定的背景支持。

参考资料

【1】:ZIlaoY,JiangZ,Guo C.New hopefortype 2 diabetics:targeting inslllin resislaIlce tllIough the immune modula哇on of stem ceUs[J]. Autoimmun Rev,2011。11(2):137—142.

【2】:Gopurappilly R,Bhonde R.Can mllltiple intramuscular injections of mesenchYmal stromal cells overcome insulin resisttance offering an altemative mode of cell lherapy fortype 2 diabetes[J].Med Hypotlleses,2012,78(3):393—395.

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关键词:
胰岛素抵抗,代谢综合征,干细胞,血管,充质

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