UC-MSCs腹腔移植对db-/db-小鼠血糖和体重的影响

李翰阳，张尚衡，王耀坤，王芳芳，张慧明，苏菊香，陈 光

(佳木斯大学基础医学院，黑龙江 佳木斯 154007)

糖尿病是以血糖升高为特征，由胰岛素分泌缺乏或功能障碍导致糖代谢紊乱引起的代谢性疾病。截止2008年，世界上成人糖尿病患者约3.46亿，预计2030年，糖尿病发病人数将达到40亿[1]。根据最近流行病学的调查结果估计糖尿病人当中90%以上为T2DM[2]。目前，传统治疗药物或增强胰岛素的分泌，或对抗胰岛素抵抗，或减少葡萄糖的吸收，增加糖的利用等，但这些药物都因不同程度的副作用或易使机体产生耐药性而无法达到理想的治疗效果。因此，寻找新的药物作用靶点或有效的治疗方法一直是糖尿病治疗研究的热点。

虽然胰腺移植和胰岛移植不能成为治疗复杂糖尿病的常规治疗手段，但是细胞移植的成功为干细胞治疗开启了一扇大门。UC-MSCs来源丰富，再生能力强；并且其表面抗原性很弱，不被受体的免疫系统所识别，移植物抗宿主病极少见，可以忽略人类白细胞抗原(HLA)配型问题[3-4]。因此，UC-MSCs作为一新干细胞来源，较骨髓干细胞，有更加易于采集、存储、抗原性小、被病毒及癌细胞污染可能性小等优点[5-6]，正日益受到重视。本实验通过腹腔途径移植UC-MSCs，观察db-/db-小鼠血糖及体重的变化，记录生存率，明确UC-MSCs对db-/db-小鼠的临床疗效及有效的移植途径，为临床应用UC-MSCs治疗糖尿病提供理论和实验依据。

1 材料与方法

1.1 材料db/m及db-/db-小鼠，体重18～22g及35～39 g，7～8周龄，雄性；由南京大学动物实验中心提供，许可证号：SCXK(苏)2015-0001。实验室正常饲养，自由摄食与饮水，室温 20～25℃，严格按照实验动物伦理委员会的实验动物使用及处理标准进行研究护理。

1.2 主要试剂与仪器UC-MSCs(由吉林拓华生物科技有限公司提供)，1mL注射器(日本Terumo)，血糖仪(罗氏卓越型)，体重秤，高脂高糖饲料等。

1.3 实验方法

1.3.1 实验动物分组及UC-MSCs移植 将db/m和db-/db-小鼠适应性饲养7d，观察并记录小鼠血糖、体重及精神状态。将db/m和db-/db-小鼠共分为4组：db/m对照组，db/m+UC-MSCs组，db-/db-模型组，db-/db-+UC-MSCs组，5只/组。对照组和模型组给予1mL生理盐水腹腔注射；db/m+UC-MSCs和db-/db-+UC-MSCs组给予等液体量腹腔注射UC-MSCs为1×107个细胞/只鼠；UC-MSCs移植后，各组小鼠使用高脂高糖饲料喂养20周[7]。

1.3.2 体重和血糖的测定 小鼠注射UC-MSCs后适应性观察2d，随后每周血糖仪监测并记录各组小鼠餐后血糖和体重的变化情况，每隔2周测量一次小鼠空腹血糖。同时记录在实验过程中出现的小鼠死亡现象。

1.4 统计学方法利用 SPSS 19.0 软件包进行统计学分析，数据以“均数±标准差”表示，组间比较采用t检验及方差分析，以P<0. 05表示有统计学意义。

2 结果

2.1 腹腔注射途径移植UC-MSCs对db-/db-小鼠餐后血糖的影响实验结果发现，与db-/db-模型组小鼠相比，腹腔途径移植UC-MSCs可明显降低db-/db-小鼠的血糖水平，见图1。

2.2 腹腔注射途径移植UC-MSCs对db-/db-小鼠体重的影响实验结果发现，与db-/db-模型组小鼠相比，腹腔途径移植UC-MSCs后db-/db-小鼠的体重无明显变化，见图2。

图1 腹腔注射途径移植UC-MSCs对db-/db-小鼠餐后血糖的影响

图2 腹腔注射途径移植UC-MSCs对db-/db-小鼠体重的影响

2.3 腹腔注射途径移植UC-MSCs对db-/db-小鼠生存率的影响实验结果发现，腹腔途径移植UC-MSCs后db-/db-小鼠出现1只死亡，生存率为75%；db/m组、db/m+UC-MSCs组和db-/db-组小鼠均存活，生存率为100%(数据未显示)，见图3。

图3 腹腔注射途径移植UC-MSCs小鼠生存率观察

3 讨论

糖尿病(Diabetes mellitus, DM)是一种常见的代谢综合征，是仅次于肿瘤、心血管疾病和脑血管疾病后对人类健康具有严重威胁的慢性病。由于生活水平的提高，运动量不足和饮食过剩使得糖尿病成为全球性流行疾病，这种流行性在当今社会显得尤其突出。除遗传因素外，T2DM病因被认为与肥胖引起的胰岛素抵抗有关[8]。

DM是致残或早亡的主要原因之一，目前临床治疗无疗效极佳的药物。因此，迫切需要寻求新的治疗药物与治疗策略，细胞治疗有望成为糖尿病治疗的重要途径。间充质干细胞具有多向分化潜能、免疫调节、造血支持和促进干细胞植入等特点而备受关注[9]。其中UC-MSCs因其获取过程无创伤、低免疫源性等优势目前成为了临床应用的热点。UC-MSCs 对多种免疫细胞(T细胞，B细胞，NK细胞和单核细胞)均能发挥免疫调节作用。并且，UC-MSC 在肿瘤、自身免疫性疾病、急性肾损伤和器官移植等疾病的免疫治疗中发挥重要作用[9]。

本研究通过腹腔途径移植UC-MSCs后，观察了小鼠的一般状态和体重、血糖的变化情况。实验结果发现，腹腔移植途径能有效的控制db-/db-小鼠的血糖变化，但是对体重无明显影响。另外，通过观察腹腔移植途径对小鼠生存率的影响，发现腹腔注射能引起部分db-/db-小鼠的死亡，结果证明小鼠死亡原因与腹腔途径移植UC-MSCs密切相关，提升临床应用存在一定的风险。因此临床应用UC-MSCs，需要通过综合因素评估后采用腹腔注射移植。

腹腔注射是临床上常用的细胞移植方式。由于UC-MSCs会产生白介素、肿瘤坏死因子α等细胞因子，导致实验动物体内出现细胞因子风暴[10-11]从而出现高热等炎症发应。因此，在临床治疗中，移植前可采用部分医疗手段尽量减少UC-MSCs移植后对患者机体的损伤，将会起到可观的临床疗效。