组胚探讨干细胞移植治疗糖尿病进展详解演示文稿

组胚探讨干细胞移植治疗糖尿病进展详解演示文稿本文档共23页；当前第1页；编辑于星期一\18点41分（优选）组胚探讨干细胞移植治疗糖尿病进展本文档共23页；当前第2页；编辑于星期一\18点41分3干细胞的类型：

胚胎干细胞embryonicstemcells

胚胎干细胞主要是指来自囊胚内细胞团的细胞，有自我更新和多向分化潜能，可以分化为内、中、外三个胚层的各类细胞。成体干细胞

adultstemcells

成体干细胞是处于干细胞状态的成体细胞，包括成年和未成年动物组织中的各种干细胞，因此又称为组织干细胞。如神经干细胞、造血干细胞、骨髓间质干细胞、上皮干细胞、肝干细胞、胰腺干细胞等。本文档共23页；当前第3页；编辑于星期一\18点41分胚胎干细胞ES细胞ES细胞是目前研究最广泛、最成熟的干细胞体系。自2009年起，全球共批准了3项人ES（hES）细胞的临床试验，标志着hES细胞向临床应用迈出了重要的一步。然而，hES细胞.临床应用面临的一个瓶颈问题是免疫排斥反应。体细胞核移植（SCNT）技术能够制备携带患者基因型的hES细胞，可解决免疫排斥的难题。2013年，美国Mitalipov研究团队将人类皮肤成纤维细胞核移植到供体去核卵细胞中，成功建立了SCNT的hES细胞，标志着治疗性克隆又向前迈出关键性的一步。然而，hES细胞建系必须摧毁人类早期胚胎，故存在剧烈的伦理学争议。此外，hES细胞来源的分化细胞移植到体内存在发展为肿瘤的潜在风险。本文档共23页；当前第4页；编辑于星期一\18点41分诱导多能干细胞iPS细胞iPS干细胞建立的简单过程iPS干细胞建立的过程主要包括：（1）分离和培养宿主细胞；（2）通过病毒介导或者其他的方式将若干多个多能性相关的基因导入宿主细胞；（3）将病毒感染后的细胞种植于饲养层细胞上，并于ES细胞专用培养体系中培养，同时在培养中根据需要加入相应的小分子物质以促进重编程；（4）出现ES样克隆后进行iPS干细胞的鉴定（细胞形态、表观遗传学、体外分化潜能等方面）。（5）非致死性外界刺激（如物理压缩，去除细胞膜上细菌毒素等，本文档共23页；当前第5页；编辑于星期一\18点41分诱导多能干细胞iPS细胞采用体细胞重编程技术可从患者自体细胞获得的iPS细胞，这不但可解决免疫排斥的难题，而且避免了hES细胞和SCNT研究存在的伦理学争论。本文档共23页；当前第6页；编辑于星期一\18点41分糖尿病发病机制本文档共23页；当前第7页；编辑于星期一\18点41分干细胞治疗机制疾病发病机制干细胞治疗机制结构改变内环境变化细胞/组织破坏缺乏血供;免疫功能紊乱;缺乏生长与营养因子；自由基;提供外源性干细胞；刺激内源性干细胞；分化－结构重建

促进血管再生；

调节免疫功能；分泌生长与营养因子；清除自由基；干细胞治疗糖尿病机制本文档共23页；当前第8页；编辑于星期一\18点41分干细胞治疗糖尿病机制干细胞对胰岛β细胞的修复干细胞对其他胰岛素分泌细胞的修复

干细胞对胰岛素抵抗的作用本文档共23页；当前第9页；编辑于星期一\18点41分目前应用的干细胞根据来源的不同，干细胞可分为胚胎干（ES）细胞、诱导性多潜能干（iPS）细胞及成体干细胞。不同种类的干细胞具有各自的优势和不足。本文档共23页；当前第10页；编辑于星期一\18点41分11

I型糖尿病的治疗外源胰岛素治疗胰腺或胰岛移植干细胞治疗：

胚胎干细胞诱导分化成β细胞细胞移植基因导入使其表达胰岛素细胞移植胰腺干细胞诱导分化成β细胞细胞移植本文档共23页；当前第11页；编辑于星期一\18点41分12胰腺干细胞的标志

1990年，Lendahl等人发现神经干细胞中存在一种新的中间丝蛋白—巢蛋白（nestin），现在nestin已是公认的神经干细胞标志之一。

2000年，Hunziker和Stein发现胰腺导管和胰岛中也存在nestin阳性细胞。

2001年，Zulewski等人从胰腺中分离到nestin阳性细胞，将其命名为NIPs（nestin-positiveislet-derivedprogenitorcells），并发现具有多向分化潜能(multipotential)，在体外可自发形成类胰岛细胞团（islet-likecellclusters,ICCs）.

因此，人们相信nestin可能也是胰腺干细胞的标志。但是，NIPs是否确实是胰腺干细胞，能否用于细胞治疗必须进一步证实。

本文档共23页；当前第12页；编辑于星期一\18点41分13人胎胰腺的nestin阳性细胞的分布

免疫组化技术显示nestin阳性细胞

nestin阳性细胞位于胰腺小导管壁及其相连的原始细胞团本文档共23页；当前第13页；编辑于星期一\18点41分14实验步骤:人胎胰腺

nestin阳性细胞的分离、体外培养和生物学特性检测（目的是确认NIPs是胰腺干细胞）；体外诱导分化NIPs形成能产生胰岛素的β细胞；类胰岛细胞团(ICCs)异种体内移植—

糖尿病的干细胞治疗实验研究。本文档共23页；当前第14页；编辑于星期一\18点41分15糖尿病小鼠模型制作(腹腔注射链脲佐菌素STZ)

肾膜下移植ICCs治疗糖尿病NOD-Scid小鼠腹腔内注射肾膜下移植含类β细胞的ICCs高血糖

注射STZ前注射STZ后

移植ICCS后

302010

血糖水平(mmol/l)

注射后3天小鼠出现稳定的高血糖症

移植4天后小鼠血糖明显下降本文档共23页；当前第15页；编辑于星期一\18点41分

insulin糖尿病小鼠肾膜下移植ICCs后形态观察

免疫组化方法检测含胰岛素细胞

左肾移植部位

移植后40天，移植部位血管增生免疫组化显示移植部位的胰岛素阳性细胞本文档共23页；当前第16页；编辑于星期一\18点41分

移植40天后，移植物在移植部位发生异常增殖并侵入肾实质，形成导管、细胞团、血管等结构。正常NOD-Scid小鼠肾膜下移植ICCs

移植部位的组织切片H.E染色本文档共23页；当前第17页；编辑于星期一\18点41分移植ICCs后血糖明显下降(P<0.05)

糖尿病小鼠肾膜下移植ICCs后血糖水平测量STZ处理3天后所有NOD-Scid小鼠出现高血糖，移植4天后小鼠血糖水平下降至接近正常并保持稳定至40天，未移植的小鼠保持高血糖。本文档共23页；当前第18页；编辑于星期一\18点41分19讨论

1,糖尿病小鼠体内微环境对ICCs的定向诱导分化作用，可能使糖尿病的干细胞治疗成为可能。

在体内诱导较体外彻底，β细胞比例高于体外，能显著降低糖尿病小鼠血糖水平，说明糖尿病小鼠体内特殊环境有利于ICCs向β细胞分化。（1）糖尿病小鼠的血清可作为胰腺干细胞体外培养的诱导因子，其中高浓度葡萄糖和胰高血糖素样肽1(GLP-1)起主要作用。（2）移植部位血管增生，为生长和分化提供营养並有利于胰岛素及时进入血液循环。

本文档共23页；当前第19页；编辑于星期一\18点41分20讨论

2,干细胞治疗的安全性问题不容忽视。（1）干细胞诱导分化的不彻底性有待解决。ICCs在正常小鼠体内的异常增殖，反映ICCs中存在较多未分化细胞，如何控制诱导分化的方向和纯度並有效抑制可能的恶性增殖是目前干细胞治疗研究碰到的棘手问题。（2）干细胞移植会不会致癌仍是有待解决的问题。‘肿瘤干细胞’(cancerstemcell)理论认为干细胞与癌细胞在增殖调节机制方面有着相同的信号途径和调控因子，癌症可能起源于异常活化的干细胞。ABCG2是一种干细胞标志分子，同时又是多种癌细胞的抗药基因，可能是联系干细胞和癌细胞的分子基础之一。本文档共23页；当前第20页；编辑于星期一\18点41分21

讨论3,胰腺干细胞治疗的免疫排斥问题没有完全解决。

（1）异体移植的免疫排斥（2）自身免疫反应

I型糖尿病是一种自身免疫性疾病，自身β细胞被自己的T细胞误认为异已细胞而遭受免疫攻击。因此即使自身的干细胞移植，可以避免异体免疫排斥，可能仍会遭遇自身免疫反应。本文档共23页；当前第21页；编辑于星期一\18点41分前沿研究2014年10月，哈佛大学的干细胞研究员DouglasMelton和他的同事用人体干细胞创造了成熟β-cells,并将其移植到糖尿病小鼠身体内。结果在两周内小鼠的糖尿病症状有所缓解。挑战：1型糖尿病是一种自身免疫性疾病,所以移植细胞仍然是容易受到攻击。目前的研究进展：通过免疫移植剂来阻断自身免疫系统对移植细胞的攻击，从而使移入的β-cells能够保存并发挥分泌功能，治疗糖尿病。本文档共23页；当前第22页；编辑