干细胞治疗糖尿病的研究近况

。在这个时期上皮细胞 的形态均一，而基因表达模式分析可分为6个不同的亚型。I型只表达Pdx1，Nkx2. 2和Nkx6.1，II型还表达P48，III型还表达ngn3。因为Pdx1是最早表达的胰腺脏细 胞标记蛋白，因此研究者认为I型细胞是最好的胰腺干细胞候选者。II型细胞表达 的P48是外分泌胰腺细胞的标记，而Nkx2.2和Nkx6.1是内分泌细胞分化所必须的。 研究者根据这些研究结果推测出一个胰腺细胞分化的模型，每一个阶段都对应相应 的基因表达模式。此外，成体的胰岛内分泌细胞40～50d更新一次，其过程包括细 胞凋亡和胰导管干细胞增殖分化成新的胰岛细胞。给予葡萄糖或高血糖素样肽（G lucagon-like peptied，GLP1）等促胰岛因子48h后，胰岛细胞数量可增加一倍， 说明机体胰岛在一定的条件与需求下进行着不断更新与增殖的（Rosenberg，Cell Transplant，1995）。 　　1.3 胰岛前体细胞的标记 Jindal（Jindal，Transplanˉtation Proceeding ，1997）认为胰脏的外分泌细胞和内分泌细胞都来源于具有导管细胞特征的未分化 上皮细胞，提示胰导管细胞可能是胰岛的前体细胞。Berger ［13］ 也发现胰腺 中存在干细胞，认为胰腺干细胞是胚胎发生中没有进行终末分化的胰腺细胞，具有 自我更新和分裂能力。应用HE染色显示该细胞是一种嗜碱性的单核细胞，直径约8 μm，呈圆形，细胞核为圆形或肾形，较大，多含2个核仁，染色质细腻而分散，胞 质中不含颗粒，在形态上与小淋巴细胞极为相似。 　　近年来的研究揭示了胰岛前体细胞的特异性标记物，这对胰岛前体细胞的提取 将有很大的帮助，目前较为公认的特异性标记物有以下几种，还有很多标记物有待 于发现。酪氨酸羟化酶（tyroxine hydroxyˉlase，TH）:在大鼠胰腺发生中表现 出发育依赖性变化。第16天胚胎的导管细胞可见TH的表达，但成熟的内分泌细胞中 却难以检测到TH，胎儿和刚出生幼儿的胰岛细胞和一些导管细胞TH呈阳性。成年大 鼠胰腺中，TH仅在β细胞中表达。TH的这种表达模式可用于鉴别内分泌前体细胞 ［14］ 。葡萄糖转运子2（glucose transporter，Glu T-2）:可在大鼠胚胎的背 胰芽和腹胰芽细胞中检出，并在胰芽发育中持续表达。孕17d，可检测到细胞内表 达GluT-2和胰岛素，以后，这些细胞聚集形成胰岛的β细胞群，而那些将转变成腺 泡细胞的细胞不再表达GluT-2［15］ 。细胞角蛋白20（cytokeratin，CK20）:C K20是成熟胰腺导管细胞的一个特异标志。在胎鼠和幼鼠的导管细胞和内分泌细胞 中表达，而在成年动物的导管细胞中有CK20表达则提示能定向分化成内外分泌细胞 的胰腺未分化细胞。诱导与导管连接的β细胞再生时，CK20也可在内分泌细胞中表 达，显示了未分化细胞分化为内分泌细胞的过程 ［15］ 。PDX-1:是β细胞成熟 的标志。在哺乳动物中，这种同源域蛋白（homeodomain protein）是一种调节胰 岛素和抑生长素表达的转录因子，也作为胰岛素启动因子-1（IPF-1）、抑生长素 活化因子-1（STF-1）和胰岛十二指肠同源域蛋白（IDX-1）而存在。PDX-1也可在 尚未形成胎儿胰腺上皮细胞的所有胰岛素分泌细胞中短暂表达（Bouwens，Micros .Res.Tech，1998）。Kit:Kit在胰岛素细胞系中表达，认为在信号转导方面起作用 。胎鼠和成鼠的胰岛中均可检测到Kit，经Kit基因表达的标记物gal证实，Kit在胰 岛素细胞中特异表达，在其他内分泌细胞和外分泌细胞中不表达 ［16］ 。ngn3 :ngn3阳性细胞散在于胎鼠胰腺的导管细胞，胚胎15.5d达高峰，成熟胰岛细胞则转 为阴性 ［17］ 。由于胰岛激素或成熟内分泌细胞不表达ngn3，因此ngn3阳性细 胞可作为胰腺内分泌细胞的前体细胞的标记物 ［18］ 。波形蛋白（vimentin） :Schmied ［19］ 将长期培养的胰岛细胞去分化得到未分化的导管样上皮细胞， 这些细胞可分化成胰腺内外分泌细胞，并限制性表达波形蛋白，所以波形蛋白可作 为胰岛祖细胞的分子标志。 　　但在此需说明的是，最近研究人员用小鼠做了详细的追踪研究，Matthews ［ 20］ 通过孕鼠及乳鼠喂养不同剂量的维生素A，发现缺乏维生素A，β细胞数量和 体积明显下降。Chen Y ［21］ 等发现SOCS-1（-/-）鼠感染后外分泌部细胞死亡 高于内分泌部，可能γ干扰素或肿瘤坏死因子促进内分泌部增生分化。Gesina ［ 22］通过糖皮质激素治疗通过转基因技术使激素受体缺陷的鼠，发现胰岛素分泌细 胞减少是外分泌细胞的2倍，提示糖皮质激素有利于向外分泌分化。表达Pax-1，P ax-6，Nkx6.1处下游调控序列，而paf-1-p48和Hes-1的mRNA增高。选择非活化激素 受体基因，在鼠β细胞无明显效果。而对于缺乏糖皮质激素受体，且表达Pdx-1则 β细胞群增长加倍。胰岛细胞数量和体积均增大而α细胞除外。提示糖皮质激素在 胰腺β细胞分化中具有重要作用。 　　2 诱导干细胞分化为胰岛的研究近况 　　应用生物工程技术获取胰岛素分泌细胞可从以下几个途径:（1）胰导管干细胞 ;（2）胚胎干细胞;（3）利用基因工程技术。但将这些细胞诱导成胰岛，仅是实验 室研究的初级阶段，并不是最终的成果。　　2.1 胰导管干细胞应用 （1）Peck ［23］ 和Ramiya ［24］ 分离、提取出 了存在于胰腺导管中的胰岛干细胞，经体外诱导培养形成了胰岛样细胞。（2）Bo nner ［25］ 发现角质化细胞生长因子（keratinocyte growth factor，KGF）和 烟碱（nicotine）对导管干细胞分化为胰岛产生作用。（3）Ramiya ［26］ 从胰 腺导管上皮细胞诱导分化得到“产生胰岛的干细胞（islet producing stem cell s，IPSCs）”，这些IPSCs呈较典型的胰岛样结构，并对高浓度葡萄糖有胰岛素释 放应答反应，免疫组织化学染色证实有胰岛素和胰高糖素的表达，RT-PCR显示这些 细胞能表达许多胰岛细胞的标志性基因，如胰岛素基因，胰高糖素，生长抑素，G LUT2及谷氨酸脱羧酶等。将分化成熟的胰岛细胞移植到NOD鼠体内，可完全逆转其 DM状态 ［25］ 。由IPSCs可诱导分化得到“产生胰岛的细胞”（islet produci ng cells，IPCs），IPCs可分化成有组织结构的胰岛细胞团，包括A、B、D细胞， 表达一系列胰岛标志，分泌胰岛素并受葡萄糖诱导。将这些细胞移植到NOD鼠体内 ，可稳定其血糖水平。 　　2.2 胚胎干细胞应用 （1）Lumelsky ［27］ 采用胚胎干细胞体外扩增后， 筛选巢蛋白（nestin）阳性细胞，加

《干细胞治疗糖尿病的研究近况(第2页)》