干细胞移植在糖尿病治疗上的应用

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肌 椎 脑 肉(对改善微循环/肌张力有明确疗效) 管 室
三:经脉管介入(疗效有待于进一步研究)
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细胞治疗的回输时间
1. 炎性因子在梗死坏死组织的表达会显著上调, 参与组织的修复、促进梗死部位的新血管生 成与干细胞的归巢和转分化。 2. 强烈的炎症微环境影响MSCs的生存; 3. 结果表明,组织梗死后1周可能是较有利于 MSCs归巢和存活的合适的植入时间。
细胞治疗的原理
细胞治疗的作用机制可能是多方面的:
① MSC可产生细胞因子,或通过减少细胞凋亡起 到保护作用,对组织功能恢复发挥积极作用; 例如MSC分泌的特异性神经递质及神经营养因 子,如神经生长因子、脑源性神经生长因子等
神经营养因子,可使轴索实现跨胶质瘢痕屏障
的生长,促进脊髓损伤的修复;
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细胞治疗的原理
病变广泛
多部位、多节段 病变更远端,小血管病变 并有微血管病变 手术难度大,效果相对差
外周动脉疾病患者的评估和治疗流程
外周动脉疾病 评估跛行的严重性 平板实验 MWD 和 PFWD SF-36 和 WIQ 问卷 跛行的治疗 监督下运动疗法
评估心血管危险因素
严重的腿部缺血
危险因素修正 停止吸烟 LDL-C <100 mg/dL 糖化血红蛋白 <7.0% 血压 <130/85 mmHg 血管紧张素转换酶抑制剂 抗血小板治疗 阿司匹林或氯比格雷
其中富含间质干细胞、成纤维细胞、巨噬细胞、树
突状细胞和内皮细胞。还残留少量单个核细胞。对实
验室操作人员要求较高。
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目前细胞治疗的适应症
脑外伤、脊髓外伤性瘫痪后遗症、 脑发育 不全、癫痫 、脑瘫等; 帕金森病 、老年痴呆症、肌营养不良症 、 多系统萎缩症 、肌萎缩侧索硬化症、脊髓 性肌萎缩、脑梗塞等;
动脉硬化概念
任何原因引起的动脉管壁增厚变硬、失去弹性和管腔缩小。
内皮细胞 内皮下层
内弹力板
内膜
(止血、血栓形成、血管张力、 通透性,动脉粥样硬化形成部位)
中膜(平滑肌构成,血管张力) 外膜(动脉供血和神经分布)
上皮细胞
动脉结构
病理性动脉硬化

动脉中层钙化:Monckeberg氏动脉硬化
病理所示在动脉中膜可见紫蓝色的钙化灶,而管 腔没有受累。X线可以发现中膜钙化结节,但中膜的病灶 并不影响血管腔。看不到明显临床表现,临床意义不大。
IL-2, IL-4等不同刺激引起的B细胞增殖,然而MSC并不会诱导B细胞 凋亡,反而会更好的维持B细胞的存活。
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细胞治疗的原理
④ MSC可向内皮细胞分化;EPC可向心肌
梗死区归巢,参与构建毛细血管网并分泌血管
形成因子,并且本身可以分化为血管内皮细胞
和平滑肌细胞;具有多分化潜能的MSCs 可增
下肢动脉粥样硬化
间歇性跛行 坏疽
主要累及大型弹力型动脉(如主动脉)和中型弹力型动脉(冠状动脉和脑动脉最多)
顾东风, Jiang He, 吴锡桂, 等. 中国成人主要死亡原因及其危险因素. 中国慢性病预防与控制 2006; 14(3):149-154.
动脉粥样硬化的形成
损伤-反应学说认为

LDL是致动脉粥样硬化的基本因素 内皮损伤是关键因素 炎症反应贯穿始终
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目前细胞治疗常用的细胞种类
二:单个核细胞(MNC) 从自体骨髓或异体脐血中获得,去除绝大部分红 细胞、血小板、巨核细胞和多核细胞,剩下的单 个核细胞。 其中富含胚胎样多能干细胞、造血干细胞、造 血各系祖细胞和血管内皮祖细胞。
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目前细胞治疗常用的细胞种类
三:CD34+细胞 (HSC & EPC)
什么是干细胞?
“人体干细胞”是指来源于人体的 一群具有自我复制能力和多向分化潜能的细胞。
成人 囊胚 胚胎
人体是由200多种不同组 织约1000万亿个细胞组成的有 机体,所有的细胞均起源于一 个干细胞——受精卵。
受精卵 全能细胞
内群细胞
原生殖细胞
干细胞技术最显著的作用: 能再造一种全新的、正常的甚至更年轻 的细胞、组织或器官。
从骨髓或脐血单个核细胞中经免疫磁珠法分
选的表达CD34糖蛋白的细胞。
其中造血干细胞和血管内皮祖细胞的纯度极
高,对实验室人员操作要求较高。
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目前细胞治疗常用的细胞种类
四:间充质干细胞(MSC) 首先分离骨髓、脐带或脂肪组织的单个核细胞,经 过培养获得贴壁细胞群,呈梭形,体型较大,能分化
为多种细胞。
殖并增补EPC,MSC中的EPC可直接参与受损局 部血管的形成及损伤修复过程;
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细胞治疗的原理
⑤干细胞移植后向病变部位组织渗透融 合,一些移植的干细胞在新的环境下分化 成功能细胞,替代损伤细胞,达到恢复组 织细胞功能的目的。
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目前细胞治疗常用的回输方式
一:静脉回输(简单,损伤小) 二:局部注射
可能的副作用
其主要副作用为自限性低热。其它所观察到的副作用 均为1或2级并且具有自限性(包括头痛、头晕、恶心、皮 疹、搔痒、心动过速),未有患者出现肺或肾部的症状、
任何迹象的感染、肝功能衰退或自身免疫失调反应。
潜在的生成肿瘤的风险性 椎管和脑室注射应考虑到脑压变化可能引起的副作用。
干细胞与糖尿病
发生下肢血管病变 35.36%
王爱红,许樟荣,等. 老年医学与保健 2005;11:147-149 王爱红,许樟荣,等. 第四军医大学学报 2005;26:1137-1139
下肢血管病变是 死亡及严重血管事件的风险因子
6880名老年人(>65)随访5年显示:PAD对死亡及严重血管事件的风险比是2.17, 高于严重心脑血管病史、性别、糖尿病、吸烟等其他风险因素
这些旁分泌信号分子可通过刺激血管 形成、防止移植基质降解和局部细胞凋亡, 并可促使内源性修复细胞迁移和归巢至受 损部位,协同改善组织重塑过程。
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细胞治疗的原理
②此外受损的细胞的恢复生长还需要周围的一些
正常细胞成为生长信号的生产工厂供其使用,即
其必须招募一些保姆细胞,移植入的成纤维细胞
和内皮细胞即可完成这个任务,帮助内源性残存
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目前细胞治疗的适应症
股骨头坏死 多发性硬化、 系统性硬皮病 、红斑狼疮、关 节炎(风湿和类风湿) 心肌梗塞
肝硬化、慢性胃炎
糖尿病
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目前细胞治疗的适应症
肾内科:肾病、尿毒症
妇科:卵巢早衰 眼科:视神经炎 、视神经发育不良和萎缩、 视网膜色素变性 新生儿科:缺氧性脑病、新生儿发育不良、 脑瘫;
多能干细胞
干细胞的分类
胚胎干细胞(ESC) 经诱导的多能干细胞(iPS) 成体干细胞 (ASC)
造血干细胞(HSC) 内皮祖细胞 (EPC) 间充质干细胞(MSC) 神经干细胞 肝脏干细胞 脂肪干细胞 肌肉干细胞 ………
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干细胞技术原理
体外人工培养干细胞,利用干细胞 构建细胞、组织、器官来修复组织 器官将是未来生物医学工程研究应 用的主要方向。
动脉粥样硬化引起的全身疾病表 现
脑动脉粥样硬化 颈动脉粥样硬化
急性脑血管病 急性脑血管病 血管性痴呆
主动脉粥样硬化
主动脉瘤 夹层动脉瘤
冠状动脉粥样硬化 冠状动脉粥样硬化是动脉 粥样硬化的最常见类型, 心绞痛 心肌梗死 是造成我国成年人死亡的
缺血性心肌病 头号杀手!
内脏动脉粥样硬化
顽固性高血压 肠系膜动脉血栓
下肢血管病变引起糖尿病变患者肢体远端与足 部缺血,最终可导致缺血坏疽
Peripheral Arterial Disease in People With Diabetes. 2003 Dec;26(12):3333-41.
糖尿病足临床表现
湿性坏疽
干性坏疽
混合坏疽
溃疡和感染
坏死和截肢
糖尿病下肢PAD的特点
组织细胞生长分化。
细胞治疗的原理
③ MSC具有免疫调节能力,MSC可以降低过度免
疫对机体的损坏:
A. 抑制DC的抗原递呈能力; B. 抑制NK细胞毒活性; C. 减轻中性粒细胞的呼吸爆发; D. 抑制抗原特异性T细胞增殖、CTL细胞毒性和促进调控性T细胞生成的 方式调控免疫反应的强度;
E. 能够将B细胞停滞在细胞周期的G0/G1期,抑制由抗免疫球蛋白抗体,
血管病变
右侧腓动脉全段闭塞
血管病变
左侧腘动脉全段闭塞
血管病变
右侧髂动脉自起 始部闭塞 左髂 动脉 管壁 虫蚀 状
我国糖尿病患者1/4发生下肢血管病变 老年人群高达1/3强
4675例2型糖尿病患者的足背动 脉、胫后动脉进行触诊检查, 以搏动明显减弱或消失为异常
发生下肢血管病变 24.5%
181例老年糖尿病 患者接受ABI检测
2型糖尿病自然病程与血管病变结局
β细胞功能
胰岛素抵抗
血糖
结 局
心脑血管疾病 肾病 视网膜病变
启 动
尚在代谢正常状态 基因? 环境?
进 展
代谢综合征 胰岛素抵抗
中国膳食文化渊源流长
“五谷为养,五果为助, 五禽为益,五菜为充”
民以食为天 吃出来的血缘
仓禀实而知礼节 一饭定终身
— —《黄帝内经· 素问篇》
内皮功能 受损
LDL进入内 皮下被氧化
炎症反应增加
巨噬细胞 吞噬ox-LDL 形成泡沫细胞
平滑肌细胞 增殖和迁移 形成纤维帽
斑块破裂局部 血小板聚集 血栓形成
血管摄影
血管造影—诊断下肢PAD的金标准
计算机断层扫描血管成像(CTA) 磁共振血管显像。
彩超
核磁
血管造影
正常血管
糖尿病患者的下肢血管造影
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目前细胞治疗常用的回输方式
干细胞治疗疾病根据方式方法的不同每个 疗程治疗1-4次,每次治疗间隔5-10天,原 则上每个疗程间隔的时间是3-6个月,如 疗效明显,可视病情连续做2-3个疗程。
(每次疗程治疗可应用不同干细胞组合)
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干细胞注射之后的示踪研究
许多研究表明移植MSCs疗法的疗效有限,主 要的原因之一是它难以确保足够数量的细胞归 巢至病变组织; MSC回输体内的第一步就是向血管内皮粘附; MSC具有跨内皮细胞游出并进入组织的能力 实验室动物研究表明,回输后48小时内,肺毛 细血管网、肾毛细血管网是MSC粘附最多的部位, 肝、脾也有少量细胞发现。

小动脉硬化
病理所示中层增厚,血管变硬,管腔狭窄。小动脉弥
漫性增生病变,其发生与高血压和糖尿病有关。全身细 小动脉硬化使许多脏器缺血, 并发生结构和功能损害, 其中对心、肾、脑的影响最为显著。

动脉粥样硬化:
最常见、最重要的一种。主要病理学标志是泡沫细 胞的形成,损伤从内膜开始,血管壁中有富含脂质的斑 块形成,外观呈黄色粥样,可造成血管的狭窄,血管中 层和外膜也可受累。
干细胞治疗糖尿病的
原理与现状
干细胞技术是医学发展的未来
《Science》于1999年和2000年连续 两次将干细胞技术评为世界十大科学 成就之一。
干细胞技术是医学发展的未来
干细胞治疗的原理及应用



干细胞的分类 干细胞治疗原理 干细胞治疗常用细胞种类 干细胞治疗的适应症 干细胞治疗的常用治疗方案
各种组织细胞
复制
干细胞 前体细胞
目前细胞治疗常用的细胞来源
骨 脐

髓:自体,异体 血:自体,异体
带: 异体
外周血:自体


源自文库
肪: 自体
它: 胎脑、胎胰腺 等等
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目前细胞治疗常用的细胞种类
一:骨髓总有核细胞(NC) 从自体骨髓获得,去除大部分红细胞, 剩下的全部具核细胞。 其中富含各系血细胞、造血干细胞、造 血各系祖细胞、血管内皮祖细胞和内皮细 胞。
Curt Diehm,et al. Circulation. 2009;120:2053-2061
下肢血管病变越严重 无事件生存率越低
结果显示ABI越低则无事件生存率越低
Curt Diehm,et al. Circulation. 2009;120:2053-2061
糖尿病足是糖尿病下肢血管病变的 终末阶段
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必须经过多种检测确保细胞质量和安全
1.
细胞染色形态观察(瑞氏染色…) 2. 活细胞计数(台盼蓝法…) 3. 生长曲线的测定(MTT法…) 4. 克隆形成率(colony forming assay) 5. 细胞表型(CD34、CD45、CD90、CD105、CD44、CD146、Stro-1、 CD200、CD271、SH-2、 SH-3、 SH-4等)分析(流式细胞仪法、免 疫组织化学法) 6. 内毒素检测 7. 细胞凋亡检测 8. 细胞周期分析 9. 核型分析 10. 端粒酶活性检测 11. 相关常见检测基因(BETA-LAC) 12. 裸鼠致瘤性实验 13. 软琼脂侵袭实验 14. 体外分化检测实验:骨细胞方向、神经细胞方向、脂肪细胞方向.
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