教授解读间充质干细胞治疗胰腺内外分

胰腺是具有内、外分泌功能的重要器官，其功能障碍可引起一系列临床症状及诱发相关疾病，如胰腺内分泌功能障碍可引起1型糖尿病，外分泌功能不全可引起消化功能障碍。目前，针对胰腺内、外分泌功能障碍性疾病的治疗多采用对症支持治疗，但这并不能从根本上治愈疾病并促进胰腺功能的恢复。

间充质干细胞（MSC）是干细胞家族的重要成员，它来源广泛、免疫原性低、移植后无或低免疫排斥反应，还具有自我更新、多向分化、定向迁移、免疫调节、旁分泌等功能，因此可作为理想的种子细胞，修复各种原因引起的组织损伤。国内外已经有许多研究团队发现MSC可用于治疗糖尿病及急、慢性胰腺炎，治疗效果明显，但具体作用机制并不清楚。本文总结了近年来关于MSC治疗胰腺内、外分泌功能障碍性疾病的研究进展。

一、MSC治疗胰腺内分泌疾病

糖尿病是严重危害人类健康的常见内分泌代谢性疾病，使用药物及胰岛素控制血糖的常规疗法，无法对糖尿病进行根治。胰岛移植手术风险小，是治愈糖尿病的有效手段，但供体相对不足及移植后的免疫排斥反应等严重阻碍了该疗法的广泛应用。近来国内外均有研究报道MSC可促进胰岛细胞再生，MSC移植有望成为糖尿病治疗的新方法，尤其是针对1型糖尿病的治疗。

年，同济医院宋振顺团队发现胰腺干细胞可分化为分泌胰岛素的胰岛样结构，胰岛及胰腺干细胞来源的胰岛样结构序贯移植对大鼠糖尿病有治疗作用。他们还发现具有多向分化潜能的MSC在体内也可分化为产胰岛素细胞（insulin-producingcell，IPC）和血管内皮细胞，MSC及其来源的IPC移植明显促进了受体残余胰岛周围新生血管的生成，进而使残余胰岛得到增殖，这一研究得到Barky等的证实。此外，Arzouni等的研究也发现MSC移植后可通过释放膜联蛋白A1（ANXA1）和细胞外基质改善人胰岛功能。一些研究还表明，自体来源的MSC和胰岛共同移植可提高胰岛移植的成功率和安全性，有效减轻异体移植免疫排斥反应及早期因炎症反应引起的移植物损失，或可为1型糖尿病治疗提供新的方案。

国内外的其他研究团队还发现MSC移植后对糖尿病的并发症也有明显的改善作用，如MSC移植可明显的改善糖尿病肾病，促进肾功能的恢复；改善缺血组织微环境，促进糖尿病血管性病变组织血管的修复；促进糖尿病外周神经性病变的恢复。Taeko等人的研究还发现MSC来源的外泌体对自身免疫性1型糖尿病也有明显的改善作用。此外，一些研究发现MSC对2型糖尿病也有明显的治疗效果。然而MSC促进胰岛的再生及治疗糖尿的具体作用机制仍不明确，距推向临床还有一段距离。

二、间充质干细胞治疗胰腺炎

急性胰腺炎（AP）发病率逐年增高，大约20%的AP患者病情严重，进展为重症急性胰腺炎（SAP）。SAP病情进展迅速，常伴有全身炎症反应综合征（SIRS）及肺脏、肾脏等多脏器功能不全（MODS），病死率高，治疗上较为棘手。因此，当务之急是找到一种安全有效的治疗方案，既能提高SAP治愈率和降低病死率，又能减少SIRS、MODS及后期感染等并发症的发生，缓解SIRS、MODS的临床症状。

近年来，国内外已有许多研究团队证实了MSCs静脉注入SAP/AP动物模型可明显缓解炎症反应、抑制腺泡细胞凋亡、促进胰腺组织修复及胰腺组织内新生血管形成，与对照组相比，MSC静注组的生存率有显著提高，并发症的发生率也有所下降。然而MSC治疗SAP具体作用机制还不十分清楚，MSC应用到临床治疗还有很多问题有待解决。宋振顺团队多年来致力于骨髓间充质干细胞（BMSC）治疗SAP的研究，以期将MSC移植治疗SAP推向临床。

宋振顺团队通过逆行胆管注射牛磺胆酸钠建立SAP大鼠模型，造模后12h内静脉注射BMSCs，在接受BMSC治疗后的第3天和第5天，治疗组血浆中的脂肪酶、淀粉酶、促炎症因子水平明显下降，抗炎因子水平明显上升，胰腺组织的水肿、炎症、空泡化及坏死明显减轻。此外他们还发现SAP大鼠模型中，坏死胰腺组织内的基质细胞衍生因子-1α（SDF-1α）明显增加，将过表达其受体（CXCR4）的BMSCs移植到模型鼠中，发现SDF-1α/CXCR4轴在BMSCs向SAP大鼠模型胰腺组织迁移的过程中起着重要的作用。但是BMSCs注入大鼠体内后，在胰腺组织内定植的数量并不多，主要是在肺中沉积，因此考虑BMSC可能并不是直接与坏死胰腺组织细胞相互作用，而是通过旁分泌作用间接地减轻胰腺组织的炎症反应和坏死并促进组织修复。

宋振顺团队发现胰腺炎的严重程度与胰腺组织内Ang-1的表达呈正相关，即胰腺损伤越重Ang-1的表达越高。BMSC能通过旁分泌作用来分泌血管内皮生长因子（VEGF）、血管生成素-1（Ang-1）和肝细胞生长因子（TSG-6）。他们团队发现移植Ang-1修饰的BMSCs可以显著促进受损胰腺组织的修复；将TSG-6敲除的BMSCs静注入SAP模型小鼠体内，小鼠体内的炎症反应并没有得到明显的缓解，但是将BMSCs或TSG-6注射入SAP小鼠模型体内，可以明显抑制氧化应激、炎症反应并阻断NF-κB信号通路。他们推测BMSC移植后可以通过旁分泌作用，分泌VEGF、Ang-1、TSG-6等细胞因子促进胰腺组织内血管修复和再生，减轻局部和全身炎症反应，从而促进了坏死胰腺组织的修复。

宋振顺团队还发现，静脉注射转染miR-9的BMSCs能促进SAP大鼠模型受损胰腺组织的血管再生和胰腺组织的修复，降低体内脂肪酶和淀粉酶的水平，减轻胰腺组织的坏死、出血、水肿、炎症浸润等情况，缓解局部或者全身系统性炎症反应。此外，他们还观察到注入SAP模型大鼠体内的BMSCs可以通过分泌miR-9靶向作用于组织细胞和外周血单核细胞内NF-κB1/p50基因，从而抑制NF-κB信号通路，缓解了体内的炎症反应。

MSC具有抗炎和抗氧化应激的功能，宋振顺团队发现，接受BMSC移植后SAP大鼠血清及胰腺组织内的血红素氧化酶-1（HO-1）的含量明显增加，HO-1具有抗氧化、抗炎和抗细胞凋亡等方面的细胞保护功能，为了探索HO-1的含量对BMSC功能的影响，他们在移植BMSC的同时，在大鼠的腹膜内注射HO-1抑制剂ZnPP，结果表明BMSC的抗炎、抗氧化效应明显减弱，治疗效果明显下降。进一步的实验结果表明BMSC移植可能通过调控PI3K/AKT/Nrf2/HO-1信号通路抑制氧化应激和炎症反应从而缓解SAP的临床症状。

研究发现，BMSCs移植后在靶器官的分布很少，且增殖、迁移、分化能力及活力受到抑制。为了增强BMSCs移植后在体内的增殖、分化、迁移、旁分泌等效应，宋振顺团队尝试使用N-乙酰基半胱氨酸（NAC）与BMSC联合治疗SAP。研究发现，NAC可以增强BMSC对SAP大鼠胰腺组织的抗氧化应激效应和抗炎效应，两者联合使用的治疗效果明显比单独给予NAC或BMSC治疗组好，这为SAP的治疗提供新方向。

三、展望

尽管多项研究证实了MSC具有治疗胰腺内外分泌障碍疾病的作用，但其具体作用机制仍不是很明确。如MSC如何分化为腺泡细胞、胰岛β细胞，MSC如何促进该类细胞的再生和抑制其凋亡，以及MSC是如何抑制炎症、促进血管再生及抑制损伤的等等，这些作用机制都不是很清楚。此外，MSC的长期作用并不是很明确，大多只观察到短期效应，但是植入的细胞在体内的状态目前还无法准确获知，其将对人体产生什么样的副作用，比如残留在体内的MSC是否有转化为肿瘤干细胞的可能，又具有什么样的副作用等这些都是未知数。因此，仍需进一步研究MSC治疗胰腺内外分泌功能障碍性疾病的具体作用机制，为MSC的临床治疗提供充分的理论支持，亦为胰腺内外分泌功能障碍性疾病的治疗提供新靶点。

（文章刊登于《医学参考报》干细胞与再生医学频道-04期第3版