干細胞外泌體在治療糖尿病及其并發(fā)癥中的研究進展發(fā)表時間:2021-11-12 18:18作者:杭吉干細胞科技 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、截肢,甚至死亡,它的名字你肯定不陌生——糖尿病。 糖尿?。―M)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1.16億,預計到2045年將上升到1.5億。機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、神經的慢性損害以及功能障礙。隨著病程延長,其代謝紊亂可導致大血管、微血管的慢性進行性病變。 近來研究表明,細胞釋放的細胞外囊泡,尤其是外泌體( exo-somes),廣泛參與分化發(fā)育、能量代謝、免疫調節(jié)等各種生物學過程,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胞內吞泡膜發(fā)生內陷而形成的含有多個小體的多囊泡體,與細胞膜融合后釋放到細胞外基質中,直徑大小30~150nm。 幾乎所有類型細胞都可分泌外泌體,其廣泛存在于血液、尿液、腦脊液、腹腔積液等體液中。 外囊泡三劍客 在糖尿病研究方面,外泌體有助于識別糖尿病的風險患者,并為臨床提供有關其發(fā)病機制的信息;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細胞的破壞凋亡以及調控胰島β細胞凋亡增加,引發(fā)胰島β細胞的減少,參與糖尿病進展過程;并通過炎性因子(如IL-6、TNF-α)、脂肪因子(如脂肪細胞蛋白2)介導肥胖相關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用研究外泌體作為治療載體有以下優(yōu)點:患者自身血液中分離出的外泌體具備免疫相 容性;外泌體因其自身機構特點,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胞相似的功能,如骨髓間充質干細胞釋放的外泌體具有與其類似的免疫調節(jié)作用,可誘導組織再生。 基礎研究: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干細胞來源外泌體可以改善糖耐量,提高胰島素敏感性,表現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)癥診斷中的應用研究 糖尿病患者體內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,引發(fā)糖尿病并發(fā)癥,如糖尿病腎病、糖尿病視網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志物。 外泌體在糖尿病并發(fā)癥治療中的應用研究外泌體在糖尿病視網膜病變治療中的應用:實驗人員在糖尿病家兔模型中,靜脈、結膜下和眼內注入骨髓間充質干細胞外泌體,可以促進兔糖尿病 視網膜變性的修復(其中靜脈注射效果最差),即骨髓間充質干細胞衍生的外泌體通過其向視網膜細胞傳遞 miR-222的作用,在視網膜組織修復中發(fā)揮重要作用。 外泌體在糖尿病腎病治療中的應用:糖尿病長期高血糖浸潤和微炎癥環(huán)境可導致腎臟實質性 損傷,骨髓間質干細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,改善腎臟結構與功能。 此外,干細胞外泌體,可通過抑制caspase-3蛋白酶的過表達,促進血管再生和細胞存活,減少足細胞凋亡,表明尿干細胞外泌體可能具有預防糖尿病腎臟損害的能力; 人尿來源干細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作用。 外泌體在糖尿病心血管并發(fā)癥中的應用:糖尿病大鼠心肌細胞中的心臟保護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胞,缺氧復氧后,非糖尿病大鼠的細胞死亡數少于糖尿病大鼠,表明非糖尿病大鼠心肌細胞中外泌體對細胞有一定保護作用。 總結與展望綜上所述,外泌體與細胞療法相比,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??;免疫排斥反應可能性低,為開發(fā)新的治療應用提供了條件。但是外泌體在臨床實踐中的應用還有待進一步探索與驗證。 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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