胰岛β细胞体外保护方法研究进展

韩小乐，田磊

(1湖北医药学院附属襄阳医院，湖北襄阳 441000;2广西医科大学第一附属医院)



胰岛β细胞体外保护方法研究进展

韩小乐1，田磊2

(1湖北医药学院附属襄阳医院，湖北襄阳 441000;2广西医科大学第一附属医院)

摘要：胰岛移植是新兴的糖尿病治疗方法，但人为提取过程中常出现胰岛β细胞损伤。目前，常用的胰岛β细胞体外保护方法主要有化学药物和激素等药物保护方法、睾丸支持细胞和骨髓间充质干细胞等细胞共培养方法、微囊化技术和基因治疗方法等，各种方法均有一定成效，但均存在一定不足。

关键词：胰岛β细胞；体外保护方法；胰岛移植

近年来，糖尿病(DM)发病率逐年升高。胰岛移植术具有手术创伤小、并发症少等优点，目前已逐渐用于T1DM的治疗中。但胶原酶消化、分离提纯、炎性因子等原因极易造成胰岛β细胞损伤，影响移植效果，从而限制其临床应用范围。现将近年来胰岛β细胞体外保护方法的研究进展综述如下。

1药物保护方法

1.1化学药物 ①抗细胞因子药物：T1DM早期胰岛内巨噬细胞和T细胞分泌IL-1β、肿瘤坏死因子(TNF)、干扰素-C(C-IFN)等多种促炎性细胞因子，抑制β细胞功能，最终导致β细胞凋亡、坏死[1～4]。有学者[5]发现，兴奋钾通道、降低线粒体膜电位可减轻IL-1β诱导的胰岛细胞损伤；IL-1受体拮抗剂(IL-1Ra)可使胰岛β细胞免受IL-1β介导的损伤，且增加T2DM患者的胰岛素分泌[6，7]。近年研究[8]发现，白藜芦醇能改善IL-1β所致的胰岛功能障碍，可能是通过下调TNF-β活性、抑制 iNOS表达而实现的。②抗氧化应激药物：Lee等[9]发现，硫辛酸对胰岛β细胞有保护作用；大剂量锌可抑制动物体内NF-κB、iNOS的表达，明显缓解DM的发生、发展[10]。另有研究[11]发现，糖耐量受损患者接受一定剂量的维生素E和维生素C治疗后脂质过氧化状态明显改善，血清氧化低密度脂蛋白(OX-LDL)及CRP水平降低，氧化应激及非特异性炎症反应减轻。③抗细胞凋亡药物：NO抑制剂可通过抑制胰岛细胞内NO合成减轻β细胞凋亡[12]；1, 25-二羟维生素D3可诱导和维持高水平的A20、阻止NF-κB激活抗凋亡蛋白，进而通过下调NO水平保护胰岛β细胞[13]；Papaccio等[14]将离体的大鼠胰岛暴露在IL-1β和咪唑嘌啉化合物RX871024中，结果发现咪唑嘌啉复合物可以保护胰岛细胞免受IL-1β诱导的氧自由基NO的损伤。

1.2激素研究发现，催乳素不仅可以保护体外培养的小鼠胰岛β细胞免受链脲佐菌素(STZ)、地塞米松(DEX)等诱导凋亡，还可促进T淋巴细胞、胰岛β细胞系INS-1的增殖[15,16]。生长抑制素可通过作用于胰岛细胞，使STZ难以进入细胞, 进而阻止细胞内辅酶1的耗竭。善宁可与生长抑素受体结合，抑制胰岛素分泌，从而对β细胞起到保护和修复的作用[17]。

2细胞共培养方法

2.1睾丸支持细胞睾丸支持细胞是一种附着在基膜上的不规则高锥体细胞，其因具有较强的免疫豁免作用在很多领域备受瞩目。贺德等[18]将同种大鼠胰岛细胞与睾丸支持细胞在肝内共同移植，通过Fas/FasL系统诱使T淋巴细胞凋亡，获得免疫豁免，继而使胰岛移植物的活性提高、存活时间延长。也有研究发现，大鼠胰岛细胞和睾丸支持细胞联合微囊化后共培养，结果发现复合细胞移植物的胰岛素分泌量及对葡萄糖的敏感性均显著提高[19，20]。

3微囊化技术

微囊化胰岛移植是使用一种特殊的多聚体材料，将胰岛包裹在微囊里, 只允许营养物质等有利于细胞生长的物质通过,为胰岛提供一个天然的微环境。Tsang等[25]将微囊膜包裹的人胰岛细胞整体移植至DM小鼠腹腔后，发现血糖改善明显、移植排斥反应较轻。目前，国内常用壳聚糖来替代聚赖氨酸制作微囊膜。高长有等[26]发现，壳聚糖的分子链上带有负电荷、海藻酸钠则带有正电荷，两种物质结合可使微囊更加牢固，且毒副作用少、免疫排斥反应小；吴家清等[27]用带有壳聚糖的微囊膜包埋大鼠胰岛进行异种腹腔移植，结果发现包裹的胰岛细胞维持正常血糖的时间比对照组长3周，且3周后囊膜依然完整，囊壁内胰岛活性良好。

4基因治疗方法

近年来，基因治疗也广泛应用于胰岛β细胞的保护中。转基因β细胞对不良环境的耐受能力及抗免疫排斥反应的能力更强，移植后疗效较好。外源性IL-10可通过腺病毒介导定位表达于胰岛β细胞，保护胰岛β细胞功能、促进胰岛素分泌、减少小鼠胰腺炎和DM的发生[28]。此外，也有学者研究发现利用腺病毒介导的胰岛素样生长因子1(Ad-rIGF-1)感染胰岛细胞及T1DM小鼠，结果显示Ad-rIGF-1可抑制STZ导致的细胞凋亡、显著提高胰岛β细胞存活率、提高大鼠胰岛β细胞胰岛素释放能力[29]。但是，陈燕燕等[30]却发现腺病毒介导的鼠IL-10基因对NOD小鼠T1DM早期胰岛β细胞并无明显保护作用，其原因可能为DM早期机体即出现明显的免疫代谢紊乱，单一因素不足以逆转免疫紊乱，说明该技术目前还并不成熟。采用携带人血红素氧合酶-1(HO-1)基因及增强绿色荧光蛋白基因的腺病毒作为载体对成人胰岛进行转染，结果发现经过HO-1基因转染的胰岛细胞抗凋亡能力明显增强、胰岛素分泌也明显增加[31]。

综上所述，胰岛β细胞的体外保护方法的卓有成效，但仍存在一定不足，如化学药物及激素的毒副作用及效果稳定性制约着其发展；微囊内胰岛氧供不足可导致微囊中心的细胞缺血坏死、影响移植物的长期存活,且微囊化胰岛因其体积庞大需选择合适植入部位；细胞共培养方法对实验条件有较高的要求，且长期培养对胰岛细胞活性有一定损伤；基因治疗目前都处于动物实验阶段，且未来基因治疗保护β细胞的研究可能涉及抑制细胞死亡、保护细胞功能、诱导免疫耐受等问题[32]。

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·综述·

收稿日期：(2015-07-10)

通信作者：田磊

基金项目：教育部留学回国人员科研启动基金(教外司留[2011]1568号)；广西自然科学基金(2011GXNSFC018023)；广西医学科学实验中心开放基金专项项目(KFJJ2011-28)；广西研究生创新计划资助项目(YCSZ2012040)。

中图分类号：R587.1

文献标志码：A

文章编号：1002-266X(2015)46-0093-03

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