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干细胞有效保护血管，抵抗糖尿病并发症

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2022-08-07

导读：已有大量实验证实干细胞能帮助降低血糖，而一篇刊登于《Stem Cell Research & Th

已有大量实验证实干细胞能帮助降低血糖，而一篇刊登于《Stem Cell Research & Therapy》的研究在此基础上还有新发现：干细胞能通过旁分泌机制保护血管内皮免受糖尿病损伤，是治疗糖尿病血管并发症的前瞻性策略。

糖尿病正在“失控”增长。据国际糖尿病联盟在2021年的估算数据：全球约有5.37亿的成年人患有糖尿病，约670万人会因此丧命。

但实际上，糖尿病本身并不可怕，可怕的是随之而来的并发症。

据了解，糖尿病最常见的死因其实是血管并发症—长期处于高糖状态下的血液，会不断损害患者的血管内皮，造成微血管病变（肾病、视网膜病变等）或大血管病变（动脉粥样硬化、心脏病等），进而更易造成心脏衰竭、中风、静脉动脉血栓、心肌病等重大疾病，这严重威胁着患者的生命。

如果说控糖是糖尿病患者的第一要义，那么抵抗糖尿病血管并发症也该尽早提上日程。

但在这点上，现代医学还心有余而力不足。当前针对血管并发症的药物很少，常用的双胍（二甲双胍）、磺脲类、噻唑烷二酮类（格列酮类）都是以血糖稳态为靶点，来间接修复血管的。且不说疗效有限，还普遍存在着副作用。走在前沿的科学家们不得不奋力开发新的策略。

而就在近日，《Stem Cell Research & Therapy》（影响因子：6.832）刊载的一则研究证实：间充质干细胞（MSCs）不但能降低血糖，还可以通过MAPK/ERK信号介导的旁分泌机制保护血管内皮免受糖尿病损伤。在治疗糖尿病血管并发症上有着巨大潜力。

首次揭示！干细胞保护血管内皮机制

内皮损伤是大多糖尿病血管并发症的主要原因，亦是最初事件，比如在糖尿病诱导的肾病中，内皮损伤会诱发结节性肾小球硬化、肾小球基底膜厚度和系膜扩张，最终导致肾小球滤过率下降。因此，内皮损伤也一直被视为治疗糖尿病血管并发症的重要靶点。

而考虑到干细胞本身具有组织修复和促血管生成能力，研究团队提出了一个假设，即干细胞可以通过旁分泌作用恢复糖尿病诱导的内皮损伤。

为了验证这一点，科学家利用脐带来源的间充质干细胞（hucMSCs）治疗大鼠糖尿病模型和人内皮细胞（HUVECs）的细胞模型，结果发现：

干细胞能降低血糖

在对照治疗中（分为对照正常组，糖尿病模型组，高剂量hucMSCs组和低剂量hucMSCs组），模型组糖尿病大鼠在4周内的空腹血糖（FBG）增加，而高剂量hucMSCs组的FBG在第3周显著降低，低剂量hucMSCs组的FBG在第4周显著降低。与此同时，无论剂量高低，hucMSCs组的VCAM-1水平都恢复到了正常水平。

△四个对照组的体重（A）、空腹血糖（FBG）（B）以及血液中VCAM-1（C）和ICAM-1（D）水平

干细胞能修复受损血管内皮

糖尿病模型组HE染色后提示：内皮层厚度增加，内膜粗糙无序这些都是典型的糖尿病引起内皮损伤的症状，而使用低/高剂量hucMSCs的治疗组，主动脉内皮的组织学形态明显改善，且表现出光滑完整的内膜和恢复的内皮细胞。

△hucMSCs对糖尿病诱导的主动脉内皮组织病理学改变的影响

旁分泌机制保护血管内皮

通过细胞活力测定，PCR，RNA-seq和KEGG富集分析等，科学家发现干细胞能通过MAPK / ERK信号介导旁分泌机制，显著改善高糖诱导的细胞损伤，促进HUVECs的细胞活力、伤口愈合、迁移和血管生成。

这项实验首次确定hucMSCs对血管内皮糖尿病损伤的疗效和机制，并偶然验证了其降血糖作用。研究者表示：“干细胞疗法是糖尿病血管并发症临床治疗的前瞻性策略。”

研究者还认为参与MAPK / ERK信号通路调控的旁分泌因子值得进一步研究，以确定究竟是哪些分子在保护血管内皮中起到重要作用。

干细胞为治愈糖尿病带来希望

干细胞疗法，是目前糖尿病领域的热门研究方向，在时间还未翻入2010年前，就有研究团队发现干细胞能改善Ⅰ型和Ⅱ型糖尿病患者的血糖水平。而后也获得了大量实验结果支持。

科学家分析，这主要得益于干细胞的归巢能力及旁分泌功能，这两者让干细胞能够自动迁移到受损部位并释放细胞外囊泡、生长因子、细胞因子等，以调节免疫反应和修复损伤，甚至在一定程度上促进胰岛β细胞的再生。例如其中的生长因子（IGF-1、HGF和VEGF）能刺激细胞增殖和组织重组，而分泌的抗炎因子（IL-10和IL1-RA）能抑制局部炎症等。

但是，仅仅改善或控制糖尿病还不够，如何颠覆传统胰岛素疗法，彻底治愈糖尿病才是科学家们的终极目标。

而就在前不久，再生医学界又为糖尿病患者扔下了一枚重磅炸弹研究人员利用同种异体干细胞衍生出的胰岛β细胞，对一位遭受Ⅰ型糖尿病折磨有40年之久的患者进行了治疗，在治疗270天后，这名原本“胰岛失灵”的患者已经完全停止了胰岛素的使用。

新疗法似乎已吹响了“摆脱胰岛素”的号角，我们也期待着随着再生医学的进步，糖尿病及其并发症将不再是难以治愈的顽疾，更多的病患将获得彻底的救赎。

总结

百年前，胰岛素的诞生让无数人逃离死亡的魔爪。但慢性病的痛苦同样无法言说，糖尿病人不得不终生控糖，且需时刻警惕百余种并发症。

好在局面并非一成不变，随着再生医学的发展，科学家逐渐发现了干细胞疗法对治疗各类并发症的效用，并有望彻底颠覆糖尿病疗法，为所有笼罩于糖尿病阴影之下的人们开辟了一条新的治愈之路。

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