胰岛保护和功能维护的研究进展

胰岛移植在糖尿病及其并发症的治疗中有很广阔的前景,但移植后功能不良、排斥反应和供体不足等是胰岛移植领域的瓶颈。优化胰腺保存方法对获取有效胰岛的数量及功能的维护有积极意义;在培养期间对胰岛进行抗排斥反应和抗凋亡处理,包括间充质干细胞(MSC)、MSC来源的外泌体、抗凋亡药物和基因修饰等可能成为临床胰岛移植胰岛保护与功能维护的重要方法;胰岛移植后抗立即经血液介导的炎症反应(IBMIR)药物的使用对于胰岛功能的保护也具有重要作用。本文围绕从胰岛制备到胰岛移植的全过程,探讨胰岛保护和功能维护相关策略,旨在为提升供体质量以弥补供体绝对数量的不足,提升胰岛移植效率提供参考。

胰岛移植即刻经血液介导的炎症反应应对策略

胰岛移植作为治疗1型糖尿病和终末期2型糖尿病的有效手段,可以使患者获得较好的血糖控制能力。即刻经血液介导的炎症反应(IBMIR)是胰岛移植早期出现的非特异性炎症反应,发生后可迅速出现凝血级联和补体系统激活、炎症细胞聚集等,造成大量移植胰岛丢失,严重影响胰岛移植的疗效。如何减轻IBMIR对胰岛造成损伤是目前胰岛移植的研究热点,临床推荐的治疗胰岛移植IBMIR的药物有肝素和肿瘤坏死因子-α抑制剂依那西普。新近研究表明多种方法和药物可以减轻IBMIR对胰岛的损伤,本文就这些临床研究成果和临床前研究成果进行综述,以期为胰岛移植IBMIR的应对提供参考。

胰岛移植术后立即经血液介导的炎症反应机制

目的初步探讨胰岛移植术后立即经血液介导的炎症反应(instant blood-mediated in-flammatory reaction,IBMIR)的发生机制。方法Wistar大鼠,雌雄不限,体重为250～300g,分离、纯化胰岛,建立体外循环模型,于37℃下循环反应60min后加入胰岛800当量模拟IBMIR,分别于循环前、加入胰岛前、加入胰岛后5min、15min、30min、60min后留取血液行血常规检测,用酶标法检测血浆凝血酶-抗凝血酶复合物(thrombin-antithrombin complex,TAT),并用酶联免疫吸附法检查血浆补体3a(C3a)含量。循环60min后取过滤残余血栓和组织行形态学检查。结果加入胰岛体外循环60min后血液中的血小板几乎全部耗竭,白细胞及单核细胞减少亦较为明显,但淋巴细胞比例变化不明显。血浆中的TAT、C3a含量随循环时间延长而增加。循环60min后的过滤残余的血栓块和组织中胰岛数量较少,结构破坏严重,被膜不完整,胰岛周围被微血栓包绕,大量中性粒细胞浸润。结论凝血反应、补体激活和白细胞激活可能是导致IBMIR的重要机制。

尼克酰胺对人脐带间充质干细胞的保护效应

目的:探讨尼克酰胺(nicotinic acid amide,NAA)减轻人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells,h UC-MSCs)输注损伤的效应。方法:空白对照组为0.3 m L生理盐水、MSC组为0.3 m L 1×106CFSE标记的h UC-MSCs,MSC+NAA组为0.3 m L 10 mmol/L NAA处理24 h的1×106CFSE标记的h UC-MSCs,分别与2.7 m L正常人全血混匀,注入改良Chandler Loop内,在37℃下,20 m L/min循环1 h,检测循环前后血小板、白细胞、h UC-MSCs和C3a的变化。结果:血小板消耗率空白对照组为(29.96±10.88)%、MSC组为(77.76±19.29)%、MSC+NAA组为(50.13±18.10)%;白细胞消耗率空白对照组为(37.82±13.81)%、MSC组为(64.57±17.08)%、MSC+NAA组为(41.52±17.26)%,MSC组和MSC+NAA组与空白对照组比较差异均有统计学意义(P<0.05)。MSC+NAA组的h UC-MSCs存活率较MSC组高(P<0.05)。空白对照、MSC和MSC+NAA组的C3a含量分别为(206.27±58.10)μg/L、(230.47±39.61)μg/L和(208.37±40.66)μg/L。结论:h UC-MSCs与正常人全血在改良Chandler Loop内共循环1 h可模拟血液介导即刻炎症反应(instant blood-mediated inflammatory reaction,IBMIR),大量损耗MSCs和血液成分,导致C3a上升。NAA可抑制IBMIR、降低血液成分的损耗、提高h UC-MSCs的存活率,提示NAA能减轻MSCs的输注损伤。

不同路径肝素对门静脉胰岛移植术后立即经血液介导炎症反应的影响

目的:临床上肝素主要作为抗凝药物使用,也具有一定的抗炎作用。目前糖尿病患者门静脉胰岛移植术后主要通过四肢的外周静脉而不是门静脉输注肝素,达到抗凝、保护移植物的目的。本研究采用动物实验探讨经门静脉与耳缘静脉输注肝素对门静脉胰岛移植术后立即经血液介导炎症反应(instant blood mediated inflammatory reaction,IBMIR)的影响,为临床胰岛移植手术抗凝方式的选择提供决策依据。方法:选择日龄3~5 d新生猪(Xeno-1型)50只,取出胰腺后分离并提纯胰岛。选择1.5~2.0月龄非糖尿病模型长白猪10只作为受体,外科手术暴露门静脉,将新生猪胰岛(12000 IEQ/kg)通过门静脉移植于长白猪肝脏。移植术前10 min所有受体均团注肝素50 U/kg,团注肝素后实验组通过门静脉输注肝素[10 U/(kg·h),5只]、对照组通过耳缘静脉输注肝素[10 U/(kg·h),5只]。分别于术前、术后1、3及24 h采集两组动物上腔静脉血液,实验组于术后1、3 h采集门静脉血液。检测实验组与对照组术前、术后1、3 h上腔静脉血液补体C3a、C5a、凝血酶-抗凝血酶复合物(thrombin-antithrombin complex,TAT)、β-血小板球蛋白(β-thromboglobulin,β-TG)和D-二聚体(D-dimer)水平,以及活化部分凝血活酶时间(activated partial thromboplastin time,APTT);检测术后1、3 h实验组门静脉、上腔静脉血液抗Xa(anti-Xa)、抗IIa(anti-IIa)水平。术后24 h取两组动物肝组织行病理检查,观察肝内胰岛炎性细胞浸润和周围血栓的形成情况。结果:实验组与对照组术前C3a、C5a、TAT、β-TG、D-dimer水平及APTT的组间差异均无统计学意义(均P>0.05)。术后1、3 h实验组C3a、TAT及D-Dimer水平均低于对照组,术后3 h实验组C5a低于对照组(均P<0.05)。术后1、3 h实验组门静脉血液anti-Xa、anti-IIa水平均高于上腔静脉(均P<0.05)。病理结果显示肝血管内存在胰岛细胞团。实验组胰岛周围少量血栓形成、少量中性粒细胞浸润;对照组胰岛周围明显有血栓形成和较多的中性粒细胞浸润。结论:门静脉输注肝素与耳缘静脉输注肝素比较,门静脉直接输注肝素对补体系统、凝血系统激活及炎性细胞浸润具有一定的抑制作用,在一定程度上可以缓解IBMIR的发生。

表达人源补体调节蛋白hCD55对异种胰岛移植的保护作用

目的验证猪胰岛细胞上表达人类簇分化抗原55(hCD55)蛋白能否抑制人血清中补体成分的激活。方法选取4只基因型分别为WT(野生型)、GTKO[α-1,3-半乳糖基转移酶(GGTA1)基因敲除]、GTKO/hCD55和hCD55的成年猪,分离WT、GTKO、GTKO/hCD55猪胰岛细胞,检测其纯度及胰岛素分泌功能,通过琼脂糖凝胶电泳、逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)、流式细胞术从DNA、RNA和蛋白水平检测hCD55的表达。在新鲜人血清孵育条件下,进行补体依赖的细胞毒性实验和补体沉积检测。结果分离得到的3种基因型猪胰岛细胞纯度>75%,糖刺激指数>1。GTKO/hCD55猪胰岛细胞上表达hCD55信使核糖核酸(mRNA)和hCD55蛋白,能够减少人补体C3c和攻膜复合物C5b-9的沉积,降低细胞毒性。结论猪胰岛细胞上表达hCD55蛋白能够抑制人补体激活,降低补体介导的杀伤作用,表明hCD55蛋白在猪胰岛细胞上可发挥补体保护效果,这为hCD55在异种胰岛移植中的应用提供了理论依据。