SCI 干细胞国际 1687 - 9678 1687 - 966 x Hindawi出版公司 10.1155 / 2015/306158 306158年 研究文章 在人类间充质干细胞分化潜力的比较从沃顿商学院的果冻,骨髓,胰腺组织 花王 Shih-Yi 1 Shyu Jia-Fwu 2 王 Hwai-Shi 3 凌ydF4y2Ba Chi-Hung 4、5 苏 Cheng-Hsi 6 程ydF4y2Ba Tien-Hua 3、7 翁 Zen-Chung 8、9 http://orcid.org/0000 - 0003 - 0177 - 4713 蔡 Pei-Jiun 3、4、10 陈 杰里 1 Ten-Chan总医院Zhongli 桃园城112 台湾 tcmg.com.tw 2 生物学和解剖学 国防医学中心 台北112 台湾 ndmctsgh.edu.tw 3 解剖学和细胞生物学研究所 医学院的 国立阳明大学 台北112 台湾 nymu-e.web.ym.edu.tw 4 临床医学研究所 国立阳明大学 台北112 台湾 nymu-e.web.ym.edu.tw 5 微生物学和免疫学研究所 国立阳明大学 台北112 台湾 nymu-e.web.ym.edu.tw 6 外科学系 程新综合医院 台北112 台湾 chgh.org.tw 7 外科学系 台北荣民总医院 台北112 台湾 vghtpe.gov.tw 8 心血管外科分工 外科学系 台北医学大学医院 台北112 台湾 tmu.edu.tw 9 外科学系 医学院的 医学院的 台北医学大学 台北112 台湾 tmu.edu.tw 10 危重病医学的部门 台北荣民总医院 台北112 台湾 vghtpe.gov.tw 2015年 29日 7 2015年 2015年 21 08年 2014年 25 01 2015年 23 03 2015年 29日 7 2015年 2015年 版权©2015 Shih-Yi花王等。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

背景。1型糖尿病自身免疫破坏的结果 β肽。胰岛素生产细胞分化(ipc)在人体组织间充质干细胞(msc)降低血糖,改善糖尿病大鼠的生存。我们比较鉴别能力和ipc的疗效三种类型的人体组织确定的理想来源细胞治疗糖尿病。 方法。我们从沃顿商学院的果冻诱导msc (WJ),骨髓(BM),手术切除胰腺组织分化成ipc。的 在体外微分函数相比,这些IPCs insulin-to-DNA比率和葡萄糖后c -肽水平的挑战。 在活的有机体内ipc移植到糖尿病大鼠的疗效被每周监测血糖测量。 结果。WJ-MSCs显示比胰腺msc增殖和分化潜能和BM-MSCs。 在活的有机体内,WJ-IPCs显著降低血糖水平在移植后第一个星期和维护显著下降到第八周。BM-IPCs降低血糖水平在星期3以来第一个星期但逐渐增加。在切除pancreas-IPCs集团,血糖水平显著降低,直到两周后移植4周以来,逐步增加。 结论。WJ-MSCs是最有前途的干细胞来源 β在糖尿病治疗细胞再生。

 1。介绍

糖尿病(DM)是死亡的主要原因之一,越来越多的人遭受这种普遍的疾病( 1, 2]。已经认识到,1型糖尿病,称为幼年发病糖尿病发展由于β细胞被袭击并摧毁了由个人自己的免疫系统。2型DM,成人糖尿病,特点是胰岛素抵抗,导致胰岛素的无效( 3]。这两种类型的糖尿病导致血糖水平上升,这与许多并发症如视网膜病变、肾病、神经病变,其中包括( 4]。皮下注射胰岛素通常用于管理1型DM以及后期的2型DM。然而,频繁的胰岛素注射的要求和麻烦的血糖监测已经被批评,以及缺乏治愈糖尿病( 5]。

胰脏移植的尸体1966年开始蓬勃发展,让糖尿病患者没有胰岛素注射( 6]。作为移植的成功率提高,成为广受欢迎的。然而,缺点是指出,包括供体胰腺短缺,一定程度的手术风险,高风险患者接受终身免疫抑制后的并发症。因此,胰岛移植成为糖尿病的另一个可能的解决方案。目前,最有效的协议是埃德蒙顿的协议,其中包括一次性注射 在活的有机体内扩大了胰岛细胞通过门静脉至少两个捐助者。虽然过程降低了手术风险,它的治疗效果只能持续大约10年的胰岛素独立率不超过15%。同时,对供体胰岛仍然超过其可用性的需求。与此同时,长期使用免疫抑制剂仍是必要的伴随着不可避免的副作用( 7]。

近年来,研究者们努力发展再生疗法,干细胞或内分泌前体细胞的分化成刺激胰岛素生产细胞(IPCs)取代摧毁 β细胞。再生治疗进展迅速,因为它减少了潜在的限制相比,上述两种治疗策略( 8]。

一般来说,理想的组织来源再生治疗糖尿病必须满足一定标准,如丰富的可用性,容易复制,相当于函数的主β细胞。不仅胚胎干细胞,成体干细胞,成人胰腺前体细胞,extrapancreatic内分泌祖细胞作为代理已报告 β肽在文献[ 8, 9]。尽管取得了很大的进步在生成 β肽,并没有任何共识什么样的细胞源治疗糖尿病最好的满足需求。

我们实验室已经证明了,胰腺内分泌细胞前体(PEP)可以生成从沃顿商学院的果冻间充质干细胞(WJ-MSCs) [ 10, 11),骨髓间充质干细胞(BM-MSCs) [ 12,手术切除成人胰腺组织( 13]。PEP细胞可以诱导成ipc和能够扭转STZ-induced移植后高血糖糖尿病大鼠。本研究的目的是比较 在体外鉴别能力和 在活的有机体内疗效IPCs来自不同的来源,包括沃顿的果冻,BM,和胰腺组织,确定理想的细胞疗法治疗糖尿病的来源。

 2。方法 2.1。隔离和分化的ipc人类胰腺组织切除

机构审查委员会批准(台北荣民总医院)获得了所有程序。的书面知情同意的父母,健康胰腺实质组织切除的正常部分用于吻合。为了防止退化,新鲜的胰腺组织最初保存在解决D (0.137 M氯化钠,氯化钾5.38毫米,0.19毫米Na2HPO4,0.205毫米K2HPO4蔗糖,葡萄糖5.49毫米,0.058米,青霉素和链霉素1%,0.12%二性霉素b)。组织然后切碎的消化2毫克/毫升V型胶原酶(Sigma-Aldrich,圣路易斯,密苏里州)为30分钟37°C。消化样品洗了三次冷杜尔贝科的修改鹰中/ F12 (DMEM / F12,表达载体,卡尔斯巴德,CA)。在1200 g离心20分钟后在4°C Histopaque(1.077毫克/毫升)和DMEM / F12梯度,胰管细胞,胰岛,内分泌前体细胞(epc)是孤立的。的epc Histopaque / DMEM接口与DMEM / F12然后吸气,洗CMRL 1066培养基培养(5.5毫米葡萄糖,英杰公司公司)包含10%的边后卫,1%,青霉素和链霉素100 ng / mL神经生长因子(研发系统、明尼阿波利斯、MN), 10毫米烟酰胺(σ),和25 ng / mL表皮生长因子(EGF表达载体)。扩张后7 - 10天,内皮祖细胞达到融合。内皮祖细胞是使胰蛋白酶化0.05%胰蛋白酶/ EDTA(表达载体),用无血清DMEM / F12 (17.5 l更易与葡萄糖),和播种6-well培养皿中涂层与基底膜基质(美国BD生物科学、贝德福德,MA)进行进一步的文化和分化。内皮祖细胞的数量在每个1×106细胞。胰岛素,转铁蛋白,亚硒酸钠+亚油酸(+ l,σ),2 g / l BSA和10 ng / mL基本成纤维细胞的生长因子(bFGF、表达载体)培养基中添加。5 - 7天后在基底膜基质,细胞聚合层集群和分化成ipc。凝胶层被破坏,细胞刮刀。IPC集群和基底膜基质部分被转移到大量prewarmed介质和单个细胞集群是精选fire-polished玻璃吸管。IPC集群被保存在悬挂5天在无血清DMEM / F12补充其+ l ( 13]。

 2.2。隔离和分化从BM-MSCs ipc

机构审查委员会批准的所有研究过程(台北荣民总医院)。骨髓组织聚集来自20个健康的捐赠者与他们的知情同意。洗后的骨髓样本两次磷酸缓冲盐(PBS, PH = 7.2),密度梯度离心法(NycoPrep 1.077, Axis-Shield,奥斯陆,挪威)拥有和BM-MSCs孤立。冲洗两次BM-MSCs低葡萄糖DMEM (LG-DMEM, 5.5毫米葡萄糖,表达载体,卡尔斯巴德,CA)和文化在37°C和5%湿润二氧化碳膨胀介质组成的L-DMEM补充10%胎牛血清(的边后卫;英杰公司)和1%青霉素、链霉素、两性霉素(以色列海法生物产业)。培养基是每三天更换一次,不依从细胞被删除。当附着BM-MSCs汇合的90 - 95%(10 - 15天),他们被Trypsin-Versene亚文化(表达载体)。当第三通道BM-MSC融合达到了80%,这是提供给分化成IPCs采用无血清培养高葡萄糖DMEM (HG-DMEM, 25毫米葡萄糖)补充1%二甲亚砜(DMSO,σ,圣路易斯,密苏里州)。3天后,培养基是取代HG-DMEM补充10%的边后卫14天( 12]。

 2.3。隔离和分化从WJ-MSCs ipc

机构审查委员会批准的所有研究过程(台北荣民总医院)。与父母的书面知情同意、新鲜人类脐带得到出生后并存储在汉克的平衡盐溶液(生物产业、以色列)之前,组织处理获得msc。清除血管后,间质组织刮掉了沃顿商学院的果冻,在250 g离心5分钟。离心后,小球在15毫升resuspended血清杜尔贝科的修改鹰的介质(DMEM;Gibco大岛,纽约)含0.2克/毫升的胶原酶和孵化16 h在37°C。接下来,这些细胞被洗,包含2.5%胰蛋白酶在DMEM resuspended,孵化与搅拌30分钟37°C。最后,再次清洗、培养细胞在DMEM补充10%胎牛血清(的边后卫;σ圣路易斯,密苏里州,美国)和葡萄糖(4.5 g / L) 5%的股份有限公司237°C孵化器。第四到第六段,达到70%的融合后,msc被诱导分化成胰岛细胞聚合三个阶段。未分化的msc被HyQTase分离,与SFM-A稀释,离心机。首次播种密度和细胞计数1×106细胞/厘米2resuspended SFM-A和播种在超低附件组织培养板(康宁,费舍尔科学国际,汉普顿,在北半球, http://www.fisherscientific.com/)。SFM-A包含DMEM / F12 (1: 1) (Gibco大岛,纽约)与17.5毫米葡萄糖,1% BSA科恩分数V,自由脂肪酸(Sigma-Aldrich)、青霉素、链霉素、两性1% B (PSA;生物产业、以色列),insulin-transferrin-selenium-X(它的x;5 mg / L胰岛素,5 mg / L转铁蛋白,5 mg / L硒),4纳米激活素A, 1毫米丁酸钠和50 μM 2-mercaptoethanol。这个媒介的细胞培养2天。第三天,改为SFM-B培养基,含有DMEM / F12与17.5毫米(1:1)葡萄糖,1% BSA、PSA 1%,它的x,和0.3毫米牛磺酸。在第五天,细胞培养被SFM-C取代,含有DMEM / F12与17.5毫米(1:1)葡萄糖,1.5% BSA,它的x, PSA 1%, 3毫米牛磺酸、100 nM glucagon-like肽(GLP) 1(酰胺片段7-36;西格玛奥德里奇),1毫米的烟酰胺,不必要的氨基酸(NEAAs)。在接下来的5天,交换的培养基是用新鲜SFM-C每2天( 11]。

 2.4。反向Transcriptase-Polymerase连锁反应(rt - PCR)和实时PCR分析来确定基因分化细胞中表达

确定三种细胞来源已经分化成ipc,与胰腺癌相关基因的表达 β细胞发育和胰岛素生产被rt - PCR和实时PCR检测。所有三种类型的分化细胞的RNA提取与试剂盒进行试剂(英杰公司)根据制造商的指示。4毫克的互补脱氧核糖核酸制备使用上标TM三世第一链RNA合成系统(表达载体)。PCR进行200 ng RNA等价物使用特定引物的存在SYBR绿色我(LightCycler TM-FastStart主人SYBR绿色我DNA;罗氏公司、瑞士巴塞尔)。引物是Pdx1 GGAGCCGGAGGAGAACAAG,反向CTCGGTCAAGTTCAACATGACAG;Pax4 GGGTCTGGTTTTCCAACAGAAG,反向CAGCGCTGCTGGACTT;Glut2 GCCTAGTTATGCATGCAG,反向GGTTTGTAACTTATGCCTAAG;胰岛素ACCAGCATCTGCTCCCTCTA,反向GGTTCAAGGGCTTTATTCCA;GAPDH CACCATCTTCCAGGAGCGAG,反向TCACGCCACAGTTTCCCGGA(任务生物科技、台湾)。 A LightCycler 480 (Roche, Indianapolis, IN) was used for real-time PCR with the following cycling program: 50°C for 2 min, 95°C for 10 min, and 35 cycles at 95°C for 15 s and 60°C for 1 min. Melting curves were obtained at 60°C. The number of PCR cycles was titrated in order to remain in the linear range of amplification. The resultant amplification products (10 mL) were separated using 2% agarose gel electrophoresis and were visualized with ethidium bromide that validate the specificity of the real-time PCRs [ 11- - - - - - 13]。

 2.5。测量Insulin-to-DNA比率

这三种类型的分化细胞与PBS洗两次,在300毫升冷水蒸馏resuspended,均质通过声波降解法冰。分析了匀浆的整除fluorometrically DNA内容一式两份,一夜之间,另一个整除与酸性乙醇提取和测量胰岛素内容使用酶联免疫试剂盒(Mercodia,乌普萨拉,瑞典)。

 2.6。葡萄糖挑战试验后测量c -肽水平

这三种类型的分化细胞被孵化的1 h DMEM-LG葡萄糖(5.5毫米)和中收集和储存在−20°C。这些细胞被洗PBS和孵化1 h DMEM-HG(25毫米的葡萄糖)(纽约Gibco)和中收集和储存在−20°C。c -肽的浓度是由c -肽酶联免疫试剂盒(Mercodia,乌普萨拉,瑞典)。

 2.7。体内比较<斜体> < /斜体>疗效STZ-Induced糖尿病大鼠肝内IPCs注入

24雄性SD大鼠高血糖诱导在封闭的殖民地(体重300 - 350克)通过腹腔内注射30毫克/公斤的链脲霉素(STZ)连续3天。血糖测定使用罗氏ACCU-CHEK血糖仪(美国罗氏诊断,印第安纳波利斯。)通过尾静脉血液。稳定的高血糖(血糖水平介于16.7和33.3更易/ L)开发的24老鼠一周后。18糖尿病大鼠6的三个学习小组,与戊巴比妥麻醉(40毫克/公斤,i.p)。中线剖腹手术后门静脉被确认和0.5毫升肝素化盐水和5×106差异化的胰岛素生产细胞(三种类型的分化细胞)悬浮在0.1毫升的生理盐水注入WJ-MSCs的导管,BM-MSCs,胰腺msc学习小组,后跟一个体积的生理盐水的体积相当于Port-A-Cath导管(0.35毫升)将移植到门静脉。6大鼠STZ组做过同样的步骤,但是只有注射生理盐水(STZ组)。体重和血糖水平记录之前和之后的细胞移植。从尾静脉血液收集和血糖水平与血糖仪测定(罗氏、巴塞尔、瑞士)[ 11- - - - - - 13]。

 2.8。免疫荧光分析

老鼠牺牲移植后8周和灌注4%甲醛(Ferak,柏林,德国)。胰腺组织切除,切成0.5 - -1.0厘米3碎片。样本脱水和嵌入在10月(樱花Finetek USA Inc .)托兰斯、钙、美国)在液态氮。cryosections (5 μ米/块)洗两次与PBS和孵化一夜之间在4°C兔子反C -肽抗体(1:100;美国圣克鲁斯,圣克鲁斯,CA)。在PBS 3洗后,幻灯片是在室温下培养1 h Cy3-labeled山羊anti-rabbit免疫球蛋白g(1: 200年,杰克逊ImmunoResearch西树林,PA,美国)。核复染色使用DAPI(1: 5000,分子探针,Inc .,尤金,或者,美国)。部分是安装后安装介质(向量实验室,伯林盖姆、钙、美国),使用共焦显微镜显微镜进行配备不同干涉对比光路(LSM 510年蔡司,哥廷根,德国)。

 2.9。统计分析

每一系列的实验进行了一式三份。从一个典型的实验获得的结果表示为±标准差(SD)的手段。使用SPSS 14.0软件进行统计分析程序(社会科学统计软件包SPSS Inc .芝加哥,美国)。使用非参数统计分析Mann-Whitney U(2)独立样本进行测试。一个 P 值小于或等于0.05成立,统计学意义。

 3所示。结果 3.1。分离、培养和分化的人类胰腺组织切除,人类BM-MSCs, WJ-MSCs(参见图< xref ref-type =“无花果”掉= "图" > < / xref > 5日)

确定三种细胞来源已经分化成ipc,胰腺癌相关基因的表达 β细胞发育和胰岛素生产被反向transcriptase-PCR和实时PCR检测。如图 1、胰 β细胞发育相关基因,包括Pdx1 Pax4, Glut2,和胰岛素显著表达分化IPCs大于未分化细胞三种细胞来源。这是一个保证他们是真实的ipc后分化过程。此外,如以前发表的文章所述,外科胰腺msc c -肽呈阳性后23天分化培养基培养的成功率为35%,整体文化分化潜力的唯一通道( 13]。BM-MSCs染色阳性c -肽在14 - 18天的区别,更表现在14和分化潜力的4 - 6天的段落( 12]。WJ-MSCs沾反c -肽抗体表明c -肽表达分化5和10天,10天更大的表达式和分化潜力的8 - 10通道( 11]。

实时PCR分析三种细胞来源的分化后评估胰腺癌的表达 β细胞发展和胰岛素生产相关的基因,包括Pdx1 Pax4 Glut2,和胰岛素。结果意味着±SD 6实验。 : ∗ P < 0.05 相比nondifferentiated细胞。

 3.2。检测胰岛素/ DNA比分化细胞来源于人类胰腺组织切除,人类BM-MSCs, WJ-MSCs

胰岛素/ DNA的表达比在人类最大的切除pancreas-IPCs相比人类WJ ipc和BM-IPCs。胰岛素/ DNA的表达比在比BM-IPCs WJ-IPCs更大。然而,在上面没有发现显著差异比较(图 2)。

Insulin-to-DNA比例三种不同类型的人体组织msc。胰岛素生产细胞培养在成熟期刺激表示和c -肽在中使用ELISA分析。测量每个样本的DNA内容的规范化。三个样本/测量条件。类似的结果在至少三个独立的实验。

 3.3。比较c -肽分泌的分化细胞对葡萄糖刺激的反应

测试三种ipc是否胰腺β细胞的功能特点,我们决定c -肽的分泌各种IPCs低葡萄糖浓度(5.5毫米)和高葡萄糖浓度(25毫米)。低葡萄糖浓度,WJ-MCSs IPCs显示最高版本的c -肽相比IPCs BM-MCSs和切除胰腺内皮祖细胞。在高葡萄糖浓度,WJ-MCSs IPCs显示c -肽的类似版本从BM-MCSs ipc,均高于IPCs从切除胰腺内皮祖细胞。另一方面,所有的三种ipc能显著提高c -肽分泌高葡萄糖刺激的反应。ipc的切除胰腺内皮祖细胞至少有10倍的增加刺激c -肽分泌在应对高葡萄糖。从BM-MSCs IPCs透露至少4倍增加刺激c -肽分泌在应对高葡萄糖。IPCs从WJ-MSCs产生大约两倍的c -肽分泌在高葡萄糖浓度(图 3)。

人工培养的ipc的c -肽分泌葡萄糖刺激的反应。葡萄糖挑战c -肽释放试验,以应对低葡萄糖(LG: 5.5毫米)和高葡萄糖浓度(HG: 25毫米)分化细胞。(+:胰腺切除的褶皱增加而增加褶皱沃顿的果冻, P < 0.05 ;#:胰腺切除的褶皱增加而增加骨髓的褶皱, P < 0.05 ; : ∗ 褶皱的增加骨髓相比增加褶皱沃顿的果冻)。

 3.4。在移植后大鼠血糖的变化IPCs来源于胰腺切除,BM-MSCs, WJ-MSCs

在我们的实验中,空腹血糖水平在糖尿病老鼠STZ-induced > 350 mg / dL一周然后增加到> 400 mg / dL。STZ诱导后的空腹血糖水平在4组是不一样的,虽然他们没有显著不同。为了进一步规范化post-STZ血糖水平,我们报道空腹血糖水平的变化之间的特定的时间点和STZ诱导后的第二天,而不是确切的空腹血糖水平在特定的时间点。血糖水平的趋势的三个学习小组IPCs移植后均显著地不同于对照组,与我们之前的研究结果一致。WJ-IPCs组血糖水平显著降低移植后第一周以来,达到最大减少在星期2,和维护显著下降到本研究的终点,移植后8周。BM-IPCs组血糖水平也显著降低移植后第一周以来,在第2周达到最大减少,但3周以来逐渐增加。切除pancreas-IPCs组血糖水平显著降低,直到两个星期后移植,达到最大减少在周3,周4(图以来逐渐增加 4)。

STZ-induced糖尿病大鼠的血糖水平的变化(IPCs研究小组:移植到门静脉通过Port-A-Cath沃顿的果冻msc、BM-MSCs,和胰腺切除;STZ组:STZ-induced糖尿病大鼠没有生产胰岛素的细胞移植)结果为6均值±SD大鼠。 : ∗ P < 0.05 BM-IPCs组相比WJ-IPCs组;#: P < 0.05 切除pancreas-IPCs相比WJ-IPCs组。

WJ-MSCs分化成ipc和居住在STZ大鼠的胰腺。共焦WJ-IPCs移植后胰腺组织23天的分析显示,集群的细胞,GFP表达和人类c -肽表达(红色)以及核染色,DAPI(蓝色)。比例尺= 50 μm。

 3.5。在大鼠胰腺移植的免疫荧光分析IPCs源自人类胰腺组织切除,BM-MSCs, WJ-MSCs

组的细胞表达绿色荧光蛋白(GFP)和人类发现了c -肽STZ大鼠的胰腺移植后8周。我们成功地发现WJ-IPCs归航胰腺的能力。然而,我们找不到任何IPCs STZ大鼠接受移植的胰腺BM-IPCs和切除pancreas-IPCs。

 4所示。讨论

因为器官捐赠者的短缺阻碍了进步的胰腺移植和胰岛移植替代胰岛素生产细胞的来源是强制性的来克服这个障碍。干细胞再生已成为一个潜在的胰岛素替代疗法。从胰腺干细胞 13- - - - - - 16),骨髓( 12, 17],脐带血[ 18),和胚胎 19)已被用于研究DM的再生疗法。

胰岛内分泌细胞前体(epc)的细胞来源再生药物治疗被认为存在在胰管细胞或小岛本身( 20., 21]。胰腺的内分泌和外分泌隔间 22]。内分泌室组成 α, β, δ、胰多肽细胞,由小岛组成,而包含腺泡和导管细胞外分泌隔间。几项研究已经披露了一个有趣的见解导管细胞生成的潜在能力胰岛内分泌细胞前体,发展为胰岛细胞( 23- - - - - - 28]。胰岛内分泌细胞前体的来源被认为是一个新的胰岛细胞在成年期( 29日]。

msc、另一种有前途的干细胞,首次分离出BM [ 30.),被发现有可能分化成不同的细胞谱系,不仅胰腺 β细胞( 10, 31日),而且肌肉细胞,脂肪细胞,骨细胞、软骨细胞( 32, 33),心肌细胞( 23- - - - - - 26]。他们可以被纳入各种组织,包括骨( 27, 28],肌肉[ 34)、肺( 34),上皮细胞( 35)后系统注入。研究表明,从BM-MSCs IPCs可以开发 36),脂肪tissue-derived msc ( 37),和人类脐带血液单核细胞( 18),这表明他们的潜在的用于自体移植。最近,研究人员专注于分离和培养的胰岛内分泌细胞前体在胎儿和成人胰腺组织( 38, 39]。

McElreavey et al。 40纤维母细胞)报道的隔离从人类脐带沃顿的果冻,类似于BM-MSCs [ 41]。研究人员努力获取、描述和评估WJ-MSCs两种 在体外和 在活的有机体内。间充质基质细胞的WJ-MSCs举行了许多独特的特性,如著名的表面表型,塑料坚持,multipotency [ 42- - - - - - 45]。实际上,在合适的 在体外刺激,它们可以分化成脂肪细胞、成骨细胞、软骨细胞、肝细胞、心脏和神经细胞。他们被认为是准备一个新的治疗材料来源( 10]。

在我们先前的研究的研究小组,胰岛素生产细胞生成从沃顿商学院的果冻,骨髓,和人类胰腺组织。我们培养和分化协议称为前辈在文献和期刊的编辑,我们提交报告。由于不同的细胞来源,不同的培养和分化的协议。尽管如此,我们认为,胰岛素生产细胞产生的三个不同来源的最适条件我们的特定的分化方法。接下来,我们试图探讨细胞的 在体外分泌胰岛素的能力 在活的有机体内移植细胞在糖尿病大鼠的疗效。

人类胰腺干细胞 在体外似乎胰岛素/ DNA比率最高,最受高葡萄糖刺激的影响。然而,这些细胞似乎成功率较低的培养基和困难的增长。在目前的研究中,手术切除胰腺组织的成功文化率是35%,分化可能只有一个通道。意料之中的是,类似的报告在文献[ 46- - - - - - 48]。被怀疑在胚胎发育,产生胰岛素的β细胞工程从内分泌胰腺组织中存在的前体细胞,包括外分泌部分导管细胞,和内分泌,胰岛细胞( 49, 50]。当前学者们的共识是,仍有某些障碍,以确定潜在的可塑性的胰腺组织可以作为的新来源 β细胞( 51, 52]。我们的数据也支持这个观点。

关于msc BM和沃顿商学院的果冻,前者表示积极的c -肽染色14天,后者有更大的染色在10天。此外,4 - 6通道的BM-MSCs已经分化潜力而WJ-MSCs 8 - 10通道的分化潜能。此外,当葡萄糖浓度较低时,人类WJ-MSCs c -肽水平高于BM-MSCs和胰腺mcs。我们的数据显示类似文献的证据( 53, 54),比BM-MSCs WJ-MSCs有一定程度的优势。

在 在活的有机体内考试,三种胰岛素生产细胞移植的肝脏STZ-induced糖尿病雄性sd大鼠中,移植的疗效评估。STZ-induced糖尿病大鼠的高血糖的血糖结果超过350 mg / dL一周,这增加了超过400 mg / dL。沃顿商学院的果冻msc治疗组,血糖水平恢复到接近正常水平后一周移植(< 6周200 mg / dL)。BM - msc,血糖水平也显示明显降低移植后一周(< 250 mg / dL 5周)。胰腺ipc组血糖水平开始减少移植后三周,只有维持4周约为300 mg / dL。基于这些结果,WJ-MSCs似乎拥有更大的治疗潜力比其他两个细胞来源。

与血糖水平和移植的ipc的潜在作用,移植后组织学分析应该执行。在先前的研究中,我们使用了免疫组织化学分析检测IPCs我们通过门静脉移植到STZ大鼠。我们发现人类c -肽的外观和人类核标记BM-MSCs STZ大鼠的肝移植治疗8周后( 12]。人类C-peptide-positive细胞被发现STZ大鼠肝组织内WJ-MSCs移植后6周( 11]。c -肽表达切除胰腺内皮祖细胞移植是位于STZ大鼠肝移植后9周( 13]。上述研究结果表明,三种ipc可以在改善高血糖功能,能够通过门静脉肝移植后的存活率。在这项研究中我们努力试图寻找IPCs是否会嫁接其他地方。自组织的细胞表达GFP和人类c -肽都是只发现STZ大鼠胰腺的接受WJ-IPCs移植,我们成功地体现,WJ-IPCs归航胰腺的能力。因此,我们建议WJ-IPCs比其他两个细胞的来源,因为他们高人一等的潜力归航的受损的胰腺组织和提供再生影响周围的利基。

沃顿商学院的果冻被调查人员在先前的研究相对于胰腺干细胞干细胞,因为它包含了许多倍胰管( 8]。此外,WJ-MSCs可以很容易地孤立和扩大在文化和更高频率的克隆形成成纤维细胞群体倍增时间短( 40]。生成大量的功能性胰岛是重要的一步成功的再生治疗糖尿病患者。总结我们的结果 在体外实验中,可以得出合理的结论,WJ-MSCs是优越的增殖和分化潜能BM-MSCs和胰腺msc。此外,沃顿商学院的果冻干细胞是比胚胎干细胞,这被认为有良好的潜在分化为胰岛素分泌细胞因为使用它们避免形成畸胎瘤的风险以及使用胚胎干细胞所固有的伦理问题。

总之,我们的结果表明,WJ-MSCs可以分化成胰腺细胞谱系 在体外和函数作为胰岛素生产细胞 在体外和 在活的有机体内。这些结果表明,WJ-MSCs是一种很有前途的再生治疗糖尿病的细胞来源。进一步的研究需要检查WJ-MSCs的疗效在较大的糖尿病动物模型和临床应用于人类。

 利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

 确认

这项研究受到了研究经费从台北VGH (v102a - 014)和台北VGH PJ蔡(v99a - 009),台北VGH (v99e1 - 004)和国家科学委员会(nsc - 102 - 2314 - b - 010 - 041 - my3)陈TH,和国防医学中心(mab - 102 - 56)和陆海空三军种总医院(tsgh - c102 - 124)摩根富林明害羞的。来说

 世界卫生组织 糖尿病 2013年 瑞士日内瓦 世界卫生组织 简报。312年 http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs312/en/ 世界卫生组织 2010年全球非传染性疾病现状报告 2011年 瑞士日内瓦 世界卫生组织 世界卫生组织 定义,糖尿病及其并发症的诊断和分类。第1部分:糖尿病的诊断和分类/非传染性疾病/ nc / 99.2 1999年 瑞士日内瓦 世界卫生组织 Danaei G。 芬努凯恩 M . M。 陆 Y。 辛格 g . M。 考恩 m·J。 Paciorek c·J。 凌ydF4y2Ba j·K。 Farzadfar F。 Khang 中州。 史蒂文斯 g。 饶 M。 阿里 m·K。 莱利 l . M。 罗宾逊 c。 伊扎提 M。 国家、区域和全球趋势自1980年以来在空腹血糖和糖尿病患病率:系统分析健康检查与370年调查和流行病学研究country-years和2·700万名参与者 《柳叶刀》 2011年 378年 9785年 31日 40 10.1016 / s0140 - 6736 (11) 60679 - x 2 - s2.0 - 79959936188 糖尿病控制和并发症试验研究小组 糖尿病强化治疗的影响发展和长期在胰岛素依赖型糖尿病并发症的发展 《新英格兰医学杂志》上 1993年 329年 14 977年 986年 西郊鹭鹚 l 胰腺移植和糖尿病并发症 《新英格兰医学杂志》上 1998年 339年 2 115年 117年 2 - s2.0 - 0032499917 10.1056 / nejm199807093390210 松本 年代。 野口勇 H。 Hatanaka N。 《下田 M。 小林 N。 杰克逊 一个。 Onaca N。 Naziruddin B。 莱维 m F。 估计胰岛移植的供体的可用性在美国与京都胰岛细胞分离方法 细胞移植 2009年 18 5 - 6 549年 556年 2 - s2.0 - 70349243154 小林 N。 汤 T。 Okitsu T。 再生医学的糖尿病 细胞移植 2009年 18 5 - 6 491年 496年 2 - s2.0 - 70349235406 锁 l . T。 Tzanakakis 大肠。 干细胞/祖细胞治疗糖尿病的胰岛素生产细胞来源 组织工程 2007年 13 7 1399年 1412年 10.1089 / ten.2007.0047 2 - s2.0 - 34547134956 王 H.-S。 Shyu 肯尼迪。 沈 W.-S。 许 H.-C。 气 苏耿赋。 程ydF4y2Ba C.-P。 黄 S.-W。 Shyr Y.-M。 唐 K.-T。 程ydF4y2Ba 郭宏源。 来自脐带基质生产胰岛素的细胞移植间充质干细胞治疗大鼠点头 细胞移植 2011年 20. 3 455年 466年 2 - s2.0 - 79951779759 10.3727 / 096368910 x522270 蔡 p . J。 王 h·S。 Shyr y . M。 翁 z . C。 大 l . C。 Shyu j·F。 程ydF4y2Ba t·H。 的胰岛素生产细胞移植脐带间充质干细胞治疗糖尿病大鼠体外实验 生物医学科学杂志 2012年 19 1,第四十七条 2 - s2.0 - 84862182252 10.1186 / 1423-0127-19-47 蔡 P.-J。 王 H.-S。 凌ydF4y2Ba 学术界。 翁 Z.-C。 程ydF4y2Ba 郭宏源。 Shyu 肯尼迪。 Intraportal注射胰岛素生产细胞从人类骨髓间充质干细胞生成降低糖尿病大鼠血糖水平 内分泌研究 2014年 39 1 26 33 10.3109 / 07435800.2013.797432 2 - s2.0 - 84892718167 Shyu 肯尼迪。 王 H.-S。 Shyr Y.-M。 王 信息。 程ydF4y2Ba 学术界。 唐ydF4y2Ba js。 凌ydF4y2Ba M.-F。 谢长廷 psi。 Sytwu H.-K。 程ydF4y2Ba 郭宏源。 减轻糖尿病大鼠的高血糖intraportal注射胰岛素生产细胞生成的手术切除人工胰腺组织 内分泌学杂志》 2011年 208年 3 233年 244年 10.1677 /乔- 10 - 0352 2 - s2.0 - 79951794129 漫画家关谷神奇 我。 Vuoristo j . T。 拉森 b . L。 Prockop d . J。 在体外软骨形成由人类成体干细胞从骨髓基质细胞和分子事件的序列定义在软骨形成 美国国家科学院院刊》上的美利坚合众国 2002年 99年 7 4397年 4402年 10.1073 / pnas.052716199 2 - s2.0 - 0037007146 Ryu 年代。 小玉 年代。 Ryu K。 Schoenfeld d . A。 佛斯特曼 d . L。 建立了自身免疫性糖尿病的恢复内源性逆转 β细胞的功能 临床研究杂志 2001年 108年 1 63年 72年 2 - s2.0 - 0034939166 10.1172 / JCI200112335 沙阿 R。 金达尔 r·M。 逆转糖尿病的老鼠注射造血干细胞含有preproinsulin II基因重组腺相关病毒感染 Pancreatology 2003年 3 5 422年 428年 10.1159 / 000073890 2 - s2.0 - 0242489156 巴纳吉 M。 库马尔 一个。 Bhonde R R。 逆转的实验性糖尿病多发性骨髓移植 生物化学和生物物理研究通信 2005年 328年 1 318年 325年 2 - s2.0 - 12844284632 10.1016 / j.bbrc.2004.12.176 帕尔克 诉。 Joglekar m V。 Hardikar 答:一个。 人类脐带血液单核细胞的分化内分泌胰腺血统 分化 2009年 78年 4 232年 240年 10.1016 / j.diff.2009.07.004 2 - s2.0 - 70350362362 Golosow N。 Grobstein C。 Epitheliomesenchymal胰腺形态发生的交互 发育生物学 1962年 4 2 242年 255年 10.1016 / 0012 - 1606 (62)90042 - 8 2 - s2.0 - 0001763783 王 r . N。 Kloppel G。 Bouwens l 管-胰腺的胰岛细胞分化和胰岛增长duct-ligated成年老鼠 Diabetologia 1995年 38 12 1405年 1411年 10.1007 / bf00400600 2 - s2.0 - 0028793314 徐 X。 D 'Hoker J。 斯坦格 G。 女佣 年代。 德低浓缩铀 N。 肖 X。 Van De Casteele M。 Mellitzer G。 凌 Z。 Pipeleers D。 Bouwens l Scharfmann R。 Gradwohl G。 Heimberg, H。 可以生成β细胞从内生在受伤的成年小鼠胰腺祖细胞 细胞 2008年 132年 2 197年 207年 10.1016 / j.cell.2007.12.015 2 - s2.0 - 38749108893 卡诺 d . A。 Hebrok M。 泽克 M。 胰腺发育和疾病 胃肠病学 2007年 132年 2 745年 762年 10.1053 / j.gastro.2006.12.054 2 - s2.0 - 33847079324 Alvarez-Dolado M。 Pardal R。 Garcia-Verdugo j . M。 杞人忧天 j . R。 李 h . O。 菲 K。 洛伊斯 C。 莫里森 美国J。 Alvarez-Bullia 一个。 从骨髓细胞的融合与浦肯野神经元,心肌细胞和肝细胞 自然 2003年 425年 6961年 968年 973年 10.1038 / nature02069 2 - s2.0 - 0242584006 福田 K。 发展再生心肌细胞间充质干细胞对心血管组织工程 人造器官 2001年 25 3 187年 193年 10.1046 / j.1525-1594.2001.025003187.x 2 - s2.0 - 0034856553 Hakuno D。 福田 K。 牧野 年代。 Konishi F。 获利, Y。 Manabe T。 铃木 Y。 Umezawa 一个。 小川 年代。 骨骨髓来源再生心肌细胞(没有发生细胞)表达功能性肾上腺素能和毒蕈碱的受体 循环 2002年 105年 3 380年 386年 10.1161 / hc0302.102593 2 - s2.0 - 0037154307 Orlic D。 成人骨髓干细胞再生心肌缺血性心脏病 纽约科学院上 2003年 996年 152年 157年 10.1111 / j.1749-6632.2003.tb03243.x 2 - s2.0 - 0037791975 佩雷拉 r F。 休谟 e . L。 哈尔福德 k W。 Prockop d . J。 骨骼脆弱在转基因小鼠表达突变基因I型胶原(COL1A1)年龄相关性表型相似的人类成骨不全症 骨和矿物质研究杂志》上 1995年 10 12 1837年 1843年 2 - s2.0 - 0028825387 佩雷拉 r F。 奥哈拉 m D。 拉普帖夫海 答:V。 哈尔福德 k W。 波拉德 m D。 类 R。 西蒙 D。 Livezey K。 Prockop d . J。 骨髓基质细胞的祖细胞来源nonhematopoietic组织在转基因小鼠成骨不全症的表型 美国国家科学院院刊》上的美利坚合众国 1998年 95年 3 1142年 1147年 10.1073 / pnas.95.3.1142 2 - s2.0 - 0032477883 Reichert M。 Rustgi 答:K。 胰腺导管细胞发育、再生和肿瘤 《临床研究杂志》上 2011年 121年 12 4572年 4578年 2 - s2.0 - 84055193971 10.1172 / jci57131 Friedenstein a·J。 Piatetzky-Shapiro 我我。 Petrakova k V。 骨移植的骨髓细胞 胚胎学和实验形态学》杂志上 1966年 16 3 381年 390年 2 - s2.0 - 0013978932 江 J。 非盟 M。 陆 K。 Eshpeter 一个。 Korbutt G。 Fisk G。 Majumdar 答:S。 代产生胰岛素的胰岛集群从人类胚胎干细胞 干细胞 2007年 25 8 1940年 1953年 10.1634 / stemcells.2006 - 0761 2 - s2.0 - 34547857040 列侬 d . P。 Edmison j . M。 卡普兰 答:我。 培养大鼠骨髓来源间充质干细胞在减少氧张力:影响 在体外和 在活的有机体内osteochondrogenesis 细胞生理学杂志 2001年 187年 3 345年 355年 10.1002 / jcp.1081 2 - s2.0 - 0035028655 Pittenger m F。 麦凯 a . M。 贝克 s . C。 贾斯瓦尔 r·K。 道格拉斯 R。 莫斯卡 j . D。 摩尔人 m·A。 Simonetti d . W。 克雷格 年代。 Marshak d·R。 Multilineage成年人类间充质干细胞的潜力 科学 1999年 284年 5411年 143年 147年 10.1126 / science.284.5411.143 2 - s2.0 - 0033515827 佩雷拉 r F。 哈尔福德 k W。 奥哈拉 m D。 里柏 d·B。 精英 b P。 波拉德 m D。 Bagasra O。 Prockop d . J。 培养贴壁细胞从骨髓可以作为长期的前体细胞骨头,软骨,并在辐照小鼠肺 美国国家科学院院刊》上的美利坚合众国 1995年 92年 11 4857年 4861年 10.1073 / pnas.92.11.4857 2 - s2.0 - 0029000896 spe j·L。 奥尔森 s D。 Ylostalo J。 林奇 p . J。 史密斯 J。 佩里 一个。 Peister 一个。 王 m . Y。 Prockop d . J。 分化、细胞融合和核聚变在体外修复上皮由人类成体干细胞从骨髓基质 美国国家科学院院刊》上的美利坚合众国 2003年 One hundred. 5 2397年 2402年 2 - s2.0 - 0037418179 10.1073 / pnas.0437997100 Karnieli O。 Izhar-Prato Y。 Bulvik 年代。 Efrat 年代。 代的胰岛素生产细胞从人类骨髓间充质干细胞通过基因操纵 干细胞 2007年 25 11 2837年 2844年 10.1634 / stemcells.2007 - 0164 2 - s2.0 - 36248934727 钱德拉 V。 G 年代。 Phadnis 年代。 奈尔 p D。 Bhonde R R。 代的胰腺hormone-expressing胰岛细胞总量从小鼠脂肪tissue-derived干细胞 干细胞 2009年 27 8 1941年 1953年 10.1002 / stem.117 2 - s2.0 - 69249196200 Bonner-Weir 年代。 希夫 M。 堰 g . C。 Tatarkiewicz K。 首歌 K.-H。 沙玛 一个。 奥尼尔 J·J。 在体外从扩张导管组织培养人类的小岛 美国国家科学院院刊》上的美利坚合众国 2000年 97年 14 7999年 8004年 2 - s2.0 - 0034608816 10.1073 / pnas.97.14.7999 Inada 一个。 Nienaber C。 Katsuta H。 Fujitani Y。 莱文 J。 盛田昭夫 R。 沙玛 一个。 Bonner-Weir 年代。 碳酸酐酶II-positive胰腺细胞祖细胞内分泌和外分泌胰腺出生后 美国国家科学院院刊》上的美利坚合众国 2008年 105年 50 19915年 19919年 10.1073 / pnas.0805803105 2 - s2.0 - 58149378342 McElreavey k·D。 欧文 答:我。 埃尼斯 k . T。 麦克莱恩 w·h·我。 隔离、文化和描述纤维母细胞来源于人类脐带沃顿的果冻的一部分 生化社会事务 1991年 19 1、第二十九条 2 - s2.0 - 0025981591 王 H.-S。 挂 研究所。 彭 S.-T。 黄 c c。 魏 小时。 郭 Y.-J。 傅 Y.-S。 赖 M.-C。 程ydF4y2Ba c c。 间充质干细胞在人类脐带沃顿的果冻 干细胞 2004年 22 7 1330年 1337年 10.1634 / stemcells.2004 - 0013 2 - s2.0 - 10444248938 程 H。 邱 l 马 J。 张 H。 程 M。 李 W。 赵 X。 刘 K。 复制衰老的人类骨髓和脐带间充质干细胞及其分化脂肪细胞和成骨细胞 分子生物学报告 2011年 38 8 5161年 5168年 10.1007 / s11033 - 010 - 0665 - 2 2 - s2.0 - 84855219537 Campard D。 Lysy p。 Najimi M。 索 e . M。 本机脐带基质干细胞表达肝细胞标记和分化成hepatocyte-like 胃肠病学 2008年 134年 3 833年 848年 10.1053 / j.gastro.2007.12.024 2 - s2.0 - 39749171878 佩雷拉 w . C。 Khushnooma 我。 Madkaikar M。 戈什 K。 可再生的方法从人类脐带间充质干细胞的分离及心肌细胞生成的潜力 组织工程和再生医学杂志》上 2008年 2 7 394年 399年 10.1002 / term.107 2 - s2.0 - 58149117680 维斯 m . L。 特耶 d . L。 在脐带干细胞 干细胞的评论 2006年 2 2 155年 162年 10.1385 /可控硅:2:2:155 2 - s2.0 - 33846406448 太阳能 M。 Cardalda C。 Houbracken 我。 马丁 M。 大师 m·A。 De Medts N。 徐 X。 格劳 V。 Heimberg, H。 Bouwens l 费雷尔 J。 胰腺外分泌导管细胞产生胰岛素生产 β细胞在胚胎发生但不是出生后 细胞发育 2009年 17 6 849年 860年 10.1016 / j.devcel.2009.11.003 2 - s2.0 - 71649092364 科普 j·L。 杜波依斯 c . L。 谢弗 答:E。 郝 E。 施 h·P。 西摩 p。 马 J。 砂光机 M。 Sox9 +导管细胞多能祖细胞在发展但不产生新的内分泌细胞在正常成人胰腺或受伤 发展 2011年 138年 4 653年 665年 10.1242 / dev.056499 2 - s2.0 - 79951539242 Brennand K。 Huangfu D。 梅尔顿 D。 所有同样有助于胰岛β细胞增长和维护 公共科学图书馆生物学 2007年 5 7条e163 10.1371 / journal.pbio.0050163 2 - s2.0 - 37349039890 金龟子 Y。 布朗 J。 马丁内斯 o . I。 梅尔顿 d . A。 成人胰岛细胞形成的自复制而不是干细胞分化 自然 2004年 429年 6987年 41 46 10.1038 / nature02520 2 - s2.0 - 2342510386 李 c·S。 德莱昂 D D。 Kaestner k . H。 Stoffers d . A。 胰岛细胞的再生部分小鼠的胰腺切除术后不涉及neurogenin-3的复活 糖尿病 2006年 55 2 269年 272年 2 - s2.0 - 33644783807 近红外光谱 T。 梅尔顿 d . A。 金龟子 Y。 从糖尿病的恢复 β细胞再生 《临床研究杂志》上 2007年 117年 9 2553年 2561年 10.1172 / jci32959 2 - s2.0 - 34848887156 Teta M。 兰金 M . M。 长 s Y。 斯坦 g . M。 库什纳 j . A。 增长和成人的再生 β细胞不涉及专业的祖细胞 细胞发育 2007年 12 5 817年 826年 10.1016 / j.devcel.2007.04.011 2 - s2.0 - 34247644369 Baksh D。 姚 R。 老爷 r S。 比较人类间充质干细胞的增殖和multilineage分化潜力来自脐带和骨髓 干细胞 2007年 25 6 1384年 1392年 10.1634 / stemcells.2006 - 0709 2 - s2.0 - 34547122719 Anzalone R。 Iacono m . L。 洛里亚 T。 斯特凡诺 答:D。 Giannuzzi P。 淀粉 F。 拉罗卡 G。 沃顿商学院的果冻间充质干细胞为β细胞再生候选人:扩展成年人的细胞分化和免疫调节效益间充质干细胞治疗1型糖尿病 干细胞的评论和报道 2011年 7 2 342年 363年 10.1007 / s12015 - 010 - 9196 - 4 2 - s2.0 - 79954994410