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干細胞移植治療糖尿病神經(jīng)源性膀胱臨床研究進展

發(fā)表時間:2021-04-28 15:51作者:杭吉干細胞科技

糖尿病神經(jīng)源性膀胱是糖尿病常見的泌尿系統(tǒng)并發(fā)癥之一。中老年糖尿病患者中神經(jīng)源性膀胱的發(fā)病率在80%以上,主要與糖尿病自主神經(jīng)病變有關(guān)。

近年來,應(yīng)用骨髓間充質(zhì)干細胞(BMSCs)治療糖尿病神經(jīng)源性膀胱,可干預(yù)疾病的自然病理生理過程,逆轉(zhuǎn)病情進展, 恢復(fù)部分膀胱功能。

糖尿病神經(jīng)源性膀胱是由于神經(jīng)功能障礙或內(nèi)部及外部創(chuàng)傷導(dǎo)致的膀胱功能異常。相關(guān)神經(jīng)通路的任何病變或創(chuàng)傷都可能導(dǎo)致神經(jīng)源性膀胱。糖尿病長期控制不良可能導(dǎo)致自主神經(jīng)和周圍神經(jīng)病變及神經(jīng)傳導(dǎo)受損,引起膀胱組織和功能代償失調(diào),造成逼尿肌收縮力降低及排尿障礙。

臨床表現(xiàn)為

膀胱過度活動癥、排尿困難及尿潴留等下尿路癥狀。糖尿病神經(jīng)源性膀胱早期病理組織改變主要為高血糖所致的周圍神經(jīng)病變,表現(xiàn)為代謝紊亂、神經(jīng)細胞變形、膽堿活性降低等,后期多出現(xiàn)膀胱收縮乏力。

骨髓干細胞的生物學(xué)特征

干細胞移植治療糖尿病神經(jīng)源性膀胱是恢復(fù)受損泌尿系統(tǒng)功能的有效手段之一。

研究發(fā)現(xiàn),骨髓間充質(zhì)干細胞可分化為胰島素樣細胞,替代胰島β細胞發(fā)揮降血糖,減少并發(fā)癥的潛力。利用骨髓間充質(zhì)干細胞分化為胰島素樣細胞,聯(lián)合高壓氧治療2型糖尿病,可改善胰島功能,減少外源性胰島素用量。

骨髓間充質(zhì)干細胞易于在體外分離和擴增,培育周期短,免疫原性較弱,免疫排斥反應(yīng)少。由于其旁分泌和免疫調(diào)節(jié)功能,可遷移至受損組織部位,并在某些因素的誘導(dǎo)下分化成組織中的特定細胞類型,以重建局部微環(huán)境。

此外,骨髓間充質(zhì)干細胞具有分化為尿道上皮、神經(jīng)纖維和平滑肌細胞的良好潛力,提示細胞療法可能用于治療膀胱功能障礙。

骨髓間充質(zhì)干細胞移植糖尿病神經(jīng)性膀胱的治療作用

骨髓間充質(zhì)干細胞移植治療糖尿病神經(jīng)源性膀胱,在動物模型和臨床隨機對照試驗中已被證明。采用骨髓間充質(zhì)干細胞移植治療能夠改善糖尿病泌尿系統(tǒng)并發(fā)癥的嚴重程度,控制病情發(fā)展及恢復(fù)膀胱功能[1]。

骨髓間充質(zhì)干細胞分化成膀胱平滑肌細胞和尿道上皮細胞,為治療糖尿病神經(jīng)源性膀胱提供了可能性。試驗中,通過靜脈或經(jīng)尿道途徑給藥的骨髓間充質(zhì)干細胞可增加膀胱中彈性蛋白含量,促進排尿功能改善[2]

在體外誘導(dǎo)作用下,骨髓間充質(zhì)干細胞可分化為有收縮功能的平滑肌細胞,給予5羥色胺可進一步增強其分化的潛能。同樣的,采用體外非接觸式共培養(yǎng)模型,將骨髓間充質(zhì)干細胞接種在尿路上皮細胞培養(yǎng)液,經(jīng)添加表皮生長因子,可誘導(dǎo)表達特異性標志物角蛋白AE1/ AE3 的尿路上皮細胞[3]。

骨髓間充質(zhì)干細胞治療后,平滑肌肌動蛋白和平滑肌蛋白的表達水平很高,這些結(jié)構(gòu)蛋白與肌肉組織的再生有關(guān)。盡管骨髓間充質(zhì)干細胞具有分化為平滑肌細胞的能力,但其主要機制可能是旁分泌活性,減少細胞凋亡并保留“尿路上皮毛細血管網(wǎng)”[4-5]。骨髓間充質(zhì)干細胞具有成肌分化潛能,采用膀胱壁內(nèi)細胞移植途徑,可成功用于改善膀胱功能。

骨髓間充質(zhì)干細胞具有向損傷部位趨化潛能,通過血液循環(huán)遷移到損傷部位參與組織修復(fù);骨髓間充質(zhì)干細胞可合成多種生長因子及細胞因子,抑制炎性應(yīng)答反應(yīng)。骨髓間充質(zhì)干細胞增殖和分化為平滑肌細胞后,可修復(fù)膀胱及尿道功能,同時合成多種生長因子,發(fā)揮抗炎、促進增殖等作用,影響膀胱內(nèi)局部微環(huán)境。

基礎(chǔ)研究

在糖尿病神經(jīng)源性膀胱模型大鼠,骨髓間充質(zhì)干細胞經(jīng)轉(zhuǎn)染神經(jīng)生長因子后注入大鼠膀胱壁,骨髓間充質(zhì)干細胞生長良好并穩(wěn)定表達神經(jīng)生長因子,改善膀胱微環(huán)境及膀胱功能[6]

骨髓間充質(zhì)干細胞通過膀胱壁注射,可提高逼尿肌收縮功能,促進膀胱平滑肌再生,恢復(fù)部分逼尿肌功能[7]。

骨髓間充質(zhì)干細胞分化成平滑肌樣細胞,可重建受損的膀胱平滑肌肌層機構(gòu),改善膀胱收縮功能,用于治療膀胱功能障礙[8-9]。

綜上所述

糖尿病神經(jīng)源性膀胱是一種進展性疾病,伴有一系列泌尿系不適癥狀和尿動力學(xué)檢查結(jié)果異常。應(yīng)用骨髓間充質(zhì)干細胞移植治療糖尿病神經(jīng)源性膀胱,近年來的研究取得了較大進展。

參考:

【1】:臧麗,程愈,母義明 . 我國干細胞治療糖尿病的基礎(chǔ)與臨床研究 [J]. 中國科學(xué):生命科學(xué),2018,48(8):909-916.
【2】:屈彥純,王愛香,郭嘉寧,等 . 人骨形成因子 7 基因慢病毒載體 的構(gòu)建及其在骨髓間充質(zhì)干細胞中的表達 [J]. 中國老年保健醫(yī)學(xué), 2018,16(4):21-25.
【3】:Hirota N,Mc C S,O’Sullivan M J,et al.Serotonin augments smooth muscle differentiation of bone marrow stromal cells[J].Stem Cell Res, 2014,12(3):599-609.
【4】:龔正媛,張瀶曦,尹雅琪,等 . 臍帶間充質(zhì)干細胞對 2 型糖尿病大 鼠的治療作用及機制研究 [J]. 解放軍醫(yī)學(xué)院學(xué)報,2018,39(12): 1079-1084
【5】:夏雨果,曾文彤,陳秋,等 . 攜帶 PTN 基因的脂肪干細胞對糖尿病 大鼠勃起功能障礙的影響 [J]. 廣東醫(yī)學(xué),2018,39(7):979-982.
【6】:韓睿,李琳,王潤清,等 . 間充質(zhì)干細胞來源外泌體對免疫功能 調(diào)控的作用與應(yīng)用前景 [J]. 中國組織工程研究,2019,23(17): 2762-2769.
【7】:劉貴華,張弛,謝云,等 . 尿源干細胞治療 1 型糖尿病性勃起功能障 礙大鼠的實驗研究 [J]. 臨床泌尿外科雜志,2018,33(8):626-632.
【8】:Yudintceva N M,Nashchekina Y A,Blinova M I,et al.Experimental bladder regeneration using a poly-l-lactide/silkfibroin scaffold seeded with nanoparticle-labeled allogenic bone marrow stromal cells[J].Int J Nanomedicine,2016,11 :4521.
【9】:鄧麗麗,萬麗娟,陳明衛(wèi),等 . 晚期糖基化終產(chǎn)物對結(jié)腸癌干細胞 增殖及凋亡的影響研究 [J]. 中國糖尿病雜志,2018,26(6):492- 497.


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