胰島β細胞體外保護方法研究進展

韓小樂，田磊

(1湖北醫(yī)藥學院附屬襄陽醫(yī)院，湖北襄陽 441000;2廣西醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院)

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胰島β細胞體外保護方法研究進展

韓小樂1，田磊2

(1湖北醫(yī)藥學院附屬襄陽醫(yī)院，湖北襄陽 441000;2廣西醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院)

摘要：胰島移植是新興的糖尿病治療方法，但人為提取過程中常出現(xiàn)胰島β細胞損傷。目前，常用的胰島β細胞體外保護方法主要有化學藥物和激素等藥物保護方法、睪丸支持細胞和骨髓間充質(zhì)干細胞等細胞共培養(yǎng)方法、微囊化技術和基因治療方法等，各種方法均有一定成效，但均存在一定不足。

關鍵詞：胰島β細胞；體外保護方法；胰島移植

近年來，糖尿病(DM)發(fā)病率逐年升高。胰島移植術具有手術創(chuàng)傷小、并發(fā)癥少等優(yōu)點，目前已逐漸用于T1DM的治療中。但膠原酶消化、分離提純、炎性因子等原因極易造成胰島β細胞損傷，影響移植效果，從而限制其臨床應用范圍。現(xiàn)將近年來胰島β細胞體外保護方法的研究進展綜述如下。

1藥物保護方法

1.1化學藥物 ①抗細胞因子藥物：T1DM早期胰島內(nèi)巨噬細胞和T細胞分泌IL-1β、腫瘤壞死因子(TNF)、干擾素-C(C-IFN)等多種促炎性細胞因子，抑制β細胞功能，最終導致β細胞凋亡、壞死[1～4]。有學者[5]發(fā)現(xiàn)，興奮鉀通道、降低線粒體膜電位可減輕IL-1β誘導的胰島細胞損傷；IL-1受體拮抗劑(IL-1Ra)可使胰島β細胞免受IL-1β介導的損傷，且增加T2DM患者的胰島素分泌[6，7]。近年研究[8]發(fā)現(xiàn)，白藜蘆醇能改善IL-1β所致的胰島功能障礙，可能是通過下調(diào)TNF-β活性、抑制 iNOS表達而實現(xiàn)的。②抗氧化應激藥物：Lee等[9]發(fā)現(xiàn)，硫辛酸對胰島β細胞有保護作用；大劑量鋅可抑制動物體內(nèi)NF-κB、iNOS的表達，明顯緩解DM的發(fā)生、發(fā)展[10]。另有研究[11]發(fā)現(xiàn)，糖耐量受損患者接受一定劑量的維生素E和維生素C治療后脂質(zhì)過氧化狀態(tài)明顯改善，血清氧化低密度脂蛋白(OX-LDL)及CRP水平降低，氧化應激及非特異性炎癥反應減輕。③抗細胞凋亡藥物：NO抑制劑可通過抑制胰島細胞內(nèi)NO合成減輕β細胞凋亡[12]；1, 25-二羥維生素D3可誘導和維持高水平的A20、阻止NF-κB激活抗凋亡蛋白，進而通過下調(diào)NO水平保護胰島β細胞[13]；Papaccio等[14]將離體的大鼠胰島暴露在IL-1β和咪唑嘌啉化合物RX871024中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)咪唑嘌啉復合物可以保護胰島細胞免受IL-1β誘導的氧自由基NO的損傷。

1.2激素研究發(fā)現(xiàn)，催乳素不僅可以保護體外培養(yǎng)的小鼠胰島β細胞免受鏈脲佐菌素(STZ)、地塞米松(DEX)等誘導凋亡，還可促進T淋巴細胞、胰島β細胞系INS-1的增殖[15,16]。生長抑制素可通過作用于胰島細胞，使STZ難以進入細胞, 進而阻止細胞內(nèi)輔酶1的耗竭。善寧可與生長抑素受體結(jié)合，抑制胰島素分泌，從而對β細胞起到保護和修復的作用[17]。

2細胞共培養(yǎng)方法

2.1睪丸支持細胞睪丸支持細胞是一種附著在基膜上的不規(guī)則高錐體細胞，其因具有較強的免疫豁免作用在很多領域備受矚目。賀德等[18]將同種大鼠胰島細胞與睪丸支持細胞在肝內(nèi)共同移植，通過Fas/FasL系統(tǒng)誘使T淋巴細胞凋亡，獲得免疫豁免，繼而使胰島移植物的活性提高、存活時間延長。也有研究發(fā)現(xiàn)，大鼠胰島細胞和睪丸支持細胞聯(lián)合微囊化后共培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)復合細胞移植物的胰島素分泌量及對葡萄糖的敏感性均顯著提高[19，20]。

3微囊化技術

微囊化胰島移植是使用一種特殊的多聚體材料，將胰島包裹在微囊里, 只允許營養(yǎng)物質(zhì)等有利于細胞生長的物質(zhì)通過,為胰島提供一個天然的微環(huán)境。Tsang等[25]將微囊膜包裹的人胰島細胞整體移植至DM小鼠腹腔后，發(fā)現(xiàn)血糖改善明顯、移植排斥反應較輕。目前，國內(nèi)常用殼聚糖來替代聚賴氨酸制作微囊膜。高長有等[26]發(fā)現(xiàn)，殼聚糖的分子鏈上帶有負電荷、海藻酸鈉則帶有正電荷，兩種物質(zhì)結(jié)合可使微囊更加牢固，且毒副作用少、免疫排斥反應小；吳家清等[27]用帶有殼聚糖的微囊膜包埋大鼠胰島進行異種腹腔移植，結(jié)果發(fā)現(xiàn)包裹的胰島細胞維持正常血糖的時間比對照組長3周，且3周后囊膜依然完整，囊壁內(nèi)胰島活性良好。

4基因治療方法

近年來，基因治療也廣泛應用于胰島β細胞的保護中。轉(zhuǎn)基因β細胞對不良環(huán)境的耐受能力及抗免疫排斥反應的能力更強，移植后療效較好。外源性IL-10可通過腺病毒介導定位表達于胰島β細胞，保護胰島β細胞功能、促進胰島素分泌、減少小鼠胰腺炎和DM的發(fā)生[28]。此外，也有學者研究發(fā)現(xiàn)利用腺病毒介導的胰島素樣生長因子1(Ad-rIGF-1)感染胰島細胞及T1DM小鼠，結(jié)果顯示Ad-rIGF-1可抑制STZ導致的細胞凋亡、顯著提高胰島β細胞存活率、提高大鼠胰島β細胞胰島素釋放能力[29]。但是，陳燕燕等[30]卻發(fā)現(xiàn)腺病毒介導的鼠IL-10基因?qū)OD小鼠T1DM早期胰島β細胞并無明顯保護作用，其原因可能為DM早期機體即出現(xiàn)明顯的免疫代謝紊亂，單一因素不足以逆轉(zhuǎn)免疫紊亂，說明該技術目前還并不成熟。采用攜帶人血紅素氧合酶-1(HO-1)基因及增強綠色熒光蛋白基因的腺病毒作為載體對成人胰島進行轉(zhuǎn)染，結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)過HO-1基因轉(zhuǎn)染的胰島細胞抗凋亡能力明顯增強、胰島素分泌也明顯增加[31]。

綜上所述，胰島β細胞的體外保護方法的卓有成效，但仍存在一定不足，如化學藥物及激素的毒副作用及效果穩(wěn)定性制約著其發(fā)展；微囊內(nèi)胰島氧供不足可導致微囊中心的細胞缺血壞死、影響移植物的長期存活,且微囊化胰島因其體積龐大需選擇合適植入部位；細胞共培養(yǎng)方法對實驗條件有較高的要求，且長期培養(yǎng)對胰島細胞活性有一定損傷；基因治療目前都處于動物實驗階段，且未來基因治療保護β細胞的研究可能涉及抑制細胞死亡、保護細胞功能、誘導免疫耐受等問題[32]。

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·綜述·

收稿日期：(2015-07-10)

通信作者：田磊

基金項目：教育部留學回國人員科研啟動基金(教外司留[2011]1568號)；廣西自然科學基金(2011GXNSFC018023)；廣西醫(yī)學科學實驗中心開放基金專項項目(KFJJ2011-28)；廣西研究生創(chuàng)新計劃資助項目(YCSZ2012040)。

中圖分類號：R587.1

文獻標志碼：A

文章編號：1002-266X(2015)46-0093-03

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2015.46.042