干細(xì)胞外泌體在治療糖尿病及其并發(fā)癥中的研究進(jìn)展發(fā)表時間:2021-11-12 18:18作者:杭吉干細(xì)胞科技 有一種疾病剛開始時不易察覺,但是會造成失明、腎衰竭、心臟病、中風(fēng)、截肢,甚至死亡,它的名字你肯定不陌生——糖尿病。 糖尿病(DM)是一組由胰島素分泌不足或其生物功能障礙引起的,以高血糖為特征的代謝性疾病。 我國2019年糖尿病患者達(dá)1.16億,預(yù)計(jì)到2045年將上升到1.5億。機(jī)體長期處于高血糖環(huán)境,可引發(fā)多種組織,特別是眼、腎、心臟、血管、神經(jīng)的慢性損害以及功能障礙。隨著病程延長,其代謝紊亂可導(dǎo)致大血管、微血管的慢性進(jìn)行性病變。 近來研究表明,細(xì)胞釋放的細(xì)胞外囊泡,尤其是外泌體( exo-somes),廣泛參與分化發(fā)育、能量代謝、免疫調(diào)節(jié)等各種生物學(xué)過程,在代謝性疾病的發(fā)生、發(fā)展、診療中具有重要作用。 什么是外泌體?外泌體是由多種類型細(xì)胞內(nèi)吞泡膜發(fā)生內(nèi)陷而形成的含有多個小體的多囊泡體,與細(xì)胞膜融合后釋放到細(xì)胞外基質(zhì)中,直徑大小30~150nm。 幾乎所有類型細(xì)胞都可分泌外泌體,其廣泛存在于血液、尿液、腦脊液、腹腔積液等體液中。
在糖尿病研究方面,外泌體有助于識別糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)患者,并為臨床提供有關(guān)其發(fā)病機(jī)制的信息;可通過攜帶釋放胰島素原/胰島素等自身抗原觸發(fā)自身免疫,激活加速人和大鼠胰島β細(xì)胞的破壞凋亡以及調(diào)控胰島β細(xì)胞凋亡增加,引發(fā)胰島β細(xì)胞的減少,參與糖尿病進(jìn)展過程;并通過炎性因子(如IL-6、TNF-α)、脂肪因子(如脂肪細(xì)胞蛋白2)介導(dǎo)肥胖相關(guān)的胰島素抵抗參與糖尿病疾病的發(fā)生等。 外泌體在糖尿病治療中的應(yīng)用研究外泌體作為治療載體有以下優(yōu)點(diǎn):患者自身血液中分離出的外泌體具備免疫相 容性;外泌體因其自身機(jī)構(gòu)特點(diǎn),可穿過血腦屏障,有更高的組織相容性;外泌體具備與其來源細(xì)胞相似的功能,如骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞釋放的外泌體具有與其類似的免疫調(diào)節(jié)作用,可誘導(dǎo)組織再生。 基礎(chǔ)研究:研究人員在2型糖尿病大鼠模型中,尾靜脈注射人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞來源外泌體可以改善糖耐量,提高胰島素敏感性,表現(xiàn)為空腹血糖明顯下降和大鼠體重顯著降低。 外泌體與糖尿病并發(fā)癥外泌體在糖尿病并發(fā)癥診斷中的應(yīng)用研究 糖尿病患者體內(nèi)長期高血糖水平和微炎癥環(huán)境,使大血管、微血管受損,可危及心、腦、腎、眼、足等器官及周圍神經(jīng),引發(fā)糖尿病并發(fā)癥,如糖尿病腎病、糖尿病視網(wǎng)膜病變以及糖尿病心血管疾病等。 在糖尿病并發(fā)癥中,隨著病情的發(fā)展,循環(huán)外泌體也出現(xiàn)了一系列變化:糖尿病腎病的尿外泌體WT1 (Wilms tumor 1)miRNA 明顯增加,可作為糖尿病腎病患者的診斷標(biāo)志物。 外泌體在糖尿病并發(fā)癥治療中的應(yīng)用研究外泌體在糖尿病視網(wǎng)膜病變治療中的應(yīng)用:實(shí)驗(yàn)人員在糖尿病家兔模型中,靜脈、結(jié)膜下和眼內(nèi)注入骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體,可以促進(jìn)兔糖尿病 視網(wǎng)膜變性的修復(fù)(其中靜脈注射效果最差),即骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞衍生的外泌體通過其向視網(wǎng)膜細(xì)胞傳遞 miR-222的作用,在視網(wǎng)膜組織修復(fù)中發(fā)揮重要作用。 外泌體在糖尿病腎病治療中的應(yīng)用:糖尿病長期高血糖浸潤和微炎癥環(huán)境可導(dǎo)致腎臟實(shí)質(zhì)性 損傷,骨髓間質(zhì)干細(xì)胞來源外泌體治療后可顯著降低血糖、血清肌酐、尿素氮和尿蛋白排泄量水平,改善腎臟結(jié)構(gòu)與功能。 此外,干細(xì)胞外泌體,可通過抑制caspase-3蛋白酶的過表達(dá),促進(jìn)血管再生和細(xì)胞存活,減少足細(xì)胞凋亡,表明尿干細(xì)胞外泌體可能具有預(yù)防糖尿病腎臟損害的能力; 人尿來源干細(xì)胞外泌體用于糖尿病大鼠,可顯著抑制尿白蛋白肌酐比值,對腎臟起到一定的保護(hù)作用。 外泌體在糖尿病心血管并發(fā)癥中的應(yīng)用:糖尿病大鼠心肌細(xì)胞中的心臟保護(hù)信號可以通過非糖尿病動物的胞體被激活。分離非糖尿病大鼠和糖尿病大鼠心肌細(xì)胞,缺氧復(fù)氧后,非糖尿病大鼠的細(xì)胞死亡數(shù)少于糖尿病大鼠,表明非糖尿病大鼠心肌細(xì)胞中外泌體對細(xì)胞有一定保護(hù)作用。 總結(jié)與展望綜上所述,外泌體與細(xì)胞療法相比,外泌體療法穩(wěn)定性更高,儲存和管理更容易,移植安全隱患小;免疫排斥反應(yīng)可能性低,為開發(fā)新的治療應(yīng)用提供了條件。但是外泌體在臨床實(shí)踐中的應(yīng)用還有待進(jìn)一步探索與驗(yàn)證。 外泌體的深入研究可以幫助我們深入了解代謝性疾病的發(fā)生機(jī)制,為糖尿病及其并發(fā)癥防治提供新的思路與方向。 |
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