UC-MSCs腹腔移植對db-/db-小鼠血糖和體重的影響

李翰陽，張尚衡，王耀坤，王芳芳，張慧明，蘇菊香，陳 光

(佳木斯大學基礎醫(yī)學院，黑龍江 佳木斯 154007)

糖尿病是以血糖升高為特征，由胰島素分泌缺乏或功能障礙導致糖代謝紊亂引起的代謝性疾病。截止2008年，世界上成人糖尿病患者約3.46億，預計2030年，糖尿病發(fā)病人數(shù)將達到40億[1]。根據最近流行病學的調查結果估計糖尿病人當中90%以上為T2DM[2]。目前，傳統(tǒng)治療藥物或增強胰島素的分泌，或對抗胰島素抵抗，或減少葡萄糖的吸收，增加糖的利用等，但這些藥物都因不同程度的副作用或易使機體產生耐藥性而無法達到理想的治療效果。因此，尋找新的藥物作用靶點或有效的治療方法一直是糖尿病治療研究的熱點。

雖然胰腺移植和胰島移植不能成為治療復雜糖尿病的常規(guī)治療手段，但是細胞移植的成功為干細胞治療開啟了一扇大門。UC-MSCs來源豐富，再生能力強；并且其表面抗原性很弱，不被受體的免疫系統(tǒng)所識別，移植物抗宿主病極少見，可以忽略人類白細胞抗原(HLA)配型問題[3-4]。因此，UC-MSCs作為一新干細胞來源，較骨髓干細胞，有更加易于采集、存儲、抗原性小、被病毒及癌細胞污染可能性小等優(yōu)點[5-6]，正日益受到重視。本實驗通過腹腔途徑移植UC-MSCs，觀察db-/db-小鼠血糖及體重的變化，記錄生存率，明確UC-MSCs對db-/db-小鼠的臨床療效及有效的移植途徑，為臨床應用UC-MSCs治療糖尿病提供理論和實驗依據。

1 材料與方法

1.1 材料db/m及db-/db-小鼠，體重18～22g及35～39 g，7～8周齡，雄性；由南京大學動物實驗中心提供，許可證號：SCXK(蘇)2015-0001。實驗室正常飼養(yǎng)，自由攝食與飲水，室溫 20～25℃，嚴格按照實驗動物倫理委員會的實驗動物使用及處理標準進行研究護理。

1.2 主要試劑與儀器UC-MSCs(由吉林拓華生物科技有限公司提供)，1mL注射器(日本Terumo)，血糖儀(羅氏卓越型)，體重秤，高脂高糖飼料等。

1.3 實驗方法

1.3.1 實驗動物分組及UC-MSCs移植 將db/m和db-/db-小鼠適應性飼養(yǎng)7d，觀察并記錄小鼠血糖、體重及精神狀態(tài)。將db/m和db-/db-小鼠共分為4組：db/m對照組，db/m+UC-MSCs組，db-/db-模型組，db-/db-+UC-MSCs組，5只/組。對照組和模型組給予1mL生理鹽水腹腔注射；db/m+UC-MSCs和db-/db-+UC-MSCs組給予等液體量腹腔注射UC-MSCs為1×107個細胞/只鼠；UC-MSCs移植后，各組小鼠使用高脂高糖飼料喂養(yǎng)20周[7]。

1.3.2 體重和血糖的測定 小鼠注射UC-MSCs后適應性觀察2d，隨后每周血糖儀監(jiān)測并記錄各組小鼠餐后血糖和體重的變化情況，每隔2周測量一次小鼠空腹血糖。同時記錄在實驗過程中出現(xiàn)的小鼠死亡現(xiàn)象。

1.4 統(tǒng)計學方法利用 SPSS 19.0 軟件包進行統(tǒng)計學分析，數(shù)據以“均數(shù)±標準差”表示，組間比較采用t檢驗及方差分析，以P<0. 05表示有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 腹腔注射途徑移植UC-MSCs對db-/db-小鼠餐后血糖的影響實驗結果發(fā)現(xiàn)，與db-/db-模型組小鼠相比，腹腔途徑移植UC-MSCs可明顯降低db-/db-小鼠的血糖水平，見圖1。

2.2 腹腔注射途徑移植UC-MSCs對db-/db-小鼠體重的影響實驗結果發(fā)現(xiàn)，與db-/db-模型組小鼠相比，腹腔途徑移植UC-MSCs后db-/db-小鼠的體重無明顯變化，見圖2。

圖1 腹腔注射途徑移植UC-MSCs對db-/db-小鼠餐后血糖的影響

圖2 腹腔注射途徑移植UC-MSCs對db-/db-小鼠體重的影響

2.3 腹腔注射途徑移植UC-MSCs對db-/db-小鼠生存率的影響實驗結果發(fā)現(xiàn)，腹腔途徑移植UC-MSCs后db-/db-小鼠出現(xiàn)1只死亡，生存率為75%；db/m組、db/m+UC-MSCs組和db-/db-組小鼠均存活，生存率為100%(數(shù)據未顯示)，見圖3。

圖3 腹腔注射途徑移植UC-MSCs小鼠生存率觀察

3 討論

糖尿病(Diabetes mellitus, DM)是一種常見的代謝綜合征，是僅次于腫瘤、心血管疾病和腦血管疾病后對人類健康具有嚴重威脅的慢性病。由于生活水平的提高，運動量不足和飲食過剩使得糖尿病成為全球性流行疾病，這種流行性在當今社會顯得尤其突出。除遺傳因素外，T2DM病因被認為與肥胖引起的胰島素抵抗有關[8]。

DM是致殘或早亡的主要原因之一，目前臨床治療無療效極佳的藥物。因此，迫切需要尋求新的治療藥物與治療策略，細胞治療有望成為糖尿病治療的重要途徑。間充質干細胞具有多向分化潛能、免疫調節(jié)、造血支持和促進干細胞植入等特點而備受關注[9]。其中UC-MSCs因其獲取過程無創(chuàng)傷、低免疫源性等優(yōu)勢目前成為了臨床應用的熱點。UC-MSCs 對多種免疫細胞(T細胞，B細胞，NK細胞和單核細胞)均能發(fā)揮免疫調節(jié)作用。并且，UC-MSC 在腫瘤、自身免疫性疾病、急性腎損傷和器官移植等疾病的免疫治療中發(fā)揮重要作用[9]。

本研究通過腹腔途徑移植UC-MSCs后，觀察了小鼠的一般狀態(tài)和體重、血糖的變化情況。實驗結果發(fā)現(xiàn)，腹腔移植途徑能有效的控制db-/db-小鼠的血糖變化，但是對體重無明顯影響。另外，通過觀察腹腔移植途徑對小鼠生存率的影響，發(fā)現(xiàn)腹腔注射能引起部分db-/db-小鼠的死亡，結果證明小鼠死亡原因與腹腔途徑移植UC-MSCs密切相關，提升臨床應用存在一定的風險。因此臨床應用UC-MSCs，需要通過綜合因素評估后采用腹腔注射移植。

腹腔注射是臨床上常用的細胞移植方式。由于UC-MSCs會產生白介素、腫瘤壞死因子α等細胞因子，導致實驗動物體內出現(xiàn)細胞因子風暴[10-11]從而出現(xiàn)高熱等炎癥發(fā)應。因此，在臨床治療中，移植前可采用部分醫(yī)療手段盡量減少UC-MSCs移植后對患者機體的損傷，將會起到可觀的臨床療效。