導語：微囊胰島移植體研究進展分析論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【關(guān)鍵詞】微囊胰島移植體

異種胰島移植可能是治療1型糖尿病最有希望的方法,它不僅能逆轉(zhuǎn)糖尿病動物和人的高血糖狀態(tài),而且能防止糖尿病慢性并發(fā)癥的發(fā)生及發(fā)展［1］。然而,排斥反應和生物安全性一直是阻礙異種移植的兩個主要問題［2～3］。微囊移植技術(shù)能起有效的免疫隔離作用，為解決排斥反應、供體缺乏等問題提供了新思路［4］,但是目前微囊化移植體均未能有效地擺脫有限的功能和壽命［5］。豬的內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒（porcineendogenousretrovirus,PERV）可感染體外培養(yǎng)人細胞,這使跨種族間感染已引起人們的重視［6］。作者就這些方面來闡述微囊異種胰島移植體的相關(guān)問題研究進展情況。

1有關(guān)微囊移植體的現(xiàn)存問題和前景

1.1微囊移植體免疫原性

微囊免疫隔離的局限性主要表現(xiàn)在不能完全隔離囊內(nèi)異種細胞產(chǎn)生的小分子物質(zhì)的滲出,激活局部免疫細胞、誘導纖維細胞浸潤,引起排斥反應及移植部位纖維化;又不能完全隔離移植體外免疫細胞分泌的NO、過氧化物、自由基、部分細胞因子等的直接滲入,影響囊內(nèi)細胞功能。有研究者采用海藻酸-鋇交聯(lián)微囊包裹新生豬胰島樣細胞簇，對取出的微囊進行免疫染色，發(fā)現(xiàn)囊周及囊內(nèi)皆有熒光反應存在，表明抗體可通過囊壁［7］，而細胞因子較抗體的分子量小得多，可推斷細胞因子也能通過。Salfey［8］等采用微囊化移植聯(lián)合CTLA4-Ig處理,可有效延長微囊化胰島的功能和壽命。另一些研究顯示雖然微囊具有免疫隔離作用,但是這并不能阻止移植體產(chǎn)生的小分子抗原的滲漏,從而激活受體對移植體的免疫應答，而且排異反應跟供受體之間種屬差異程度密切相關(guān),種屬差異越大,則該排異反應越嚴重［9］。巨噬細胞也是影響囊內(nèi)細胞存活的主要免疫細胞,其分泌的小分子致炎因子NO等對囊內(nèi)移植物有免疫排斥作用。有研究將脂氧化酶抑制劑去甲二氫愈創(chuàng)木酸(Nor-dihydroguaiareticacidNDGA）與移植體共包囊,可有效抑制巨噬細胞活性和趨化作用,并延長移植體壽命［10］。許多動物實驗已證實微囊胰島的免疫隔離效果,明顯延長了移植物的存活時間;但是也應該注意到免疫隔離后的胰島，無直接的血液供應，氧等營養(yǎng)物質(zhì)只能靠彌散作用才能獲得,這必然導致胰島尤其是中心區(qū)胰島氧氣等營養(yǎng)物質(zhì)供應不足而喪失功能。雖然目前微囊化胰島還存在較多不足,但隨著微囊技術(shù)的不斷優(yōu)化、制作微囊材料的進一步完善及對胰島分離、純化、移植技術(shù)的日漸改進,胰島移植終將造福于人類糖尿病,微囊移植體可能就是關(guān)鍵技術(shù)。

1.2微囊移植體的移植環(huán)境

由于微囊的隔離作用,移植體不能建立直接的血管通路,其營養(yǎng)物質(zhì)和供氧，只能通過滲透的方式從周圍組織獲得。微膠囊周圍的新生血管不但對胰島的生存至關(guān)重要,而且提供適宜的葡萄糖胰島素動力學,使胰島移植物發(fā)揮最佳效果.因而選擇合適的移植體環(huán)境對微囊化移植體的功能發(fā)揮和存活至關(guān)重要。理想的移植體環(huán)境應該滿足下面三個條件:(1)移植部位氧分壓高;(2)周圍血管化程度高;(3)相對免疫特惠,但是上述條件很難同時滿足。按移植部位也可將胰島移植分為原位移植和異位移植：所謂原位移植是基于胰島素經(jīng)門靜脈進入肝臟代謝這一生理基礎來確定的,包括門靜脈內(nèi)、肝內(nèi)、脾內(nèi)、大網(wǎng)膜及腹腔內(nèi)等部位的移植；異位移植則指皮下、肌肉內(nèi)、睪丸內(nèi)、胸腔內(nèi)、腎包膜下及腦內(nèi)等部位的移植。Robitaille［11］等將鼠胰島微囊在含胰島素樣生長因子（ILGF-Ⅱ）的培養(yǎng)液中培養(yǎng)后，通過組織學、熒光顯微鏡觀察及凋亡研究表明，ILGF-Ⅱ呈劑量依賴性提高胰島活性，減少凋亡率及壞死率。因為ILGF-Ⅱ是胰管細胞分泌的最豐富的生長因子，相當于部分重建了胰島在胰腺中的微環(huán)境，移植時建立部分或全部同體內(nèi)相同的微環(huán)境有利于移植物長期存活，從而提高移植效果。在對微囊化胰島的研究中,努力解決把微囊胰島移植于何處會產(chǎn)生最佳效果的問題,通過對血管腔內(nèi)移植、血管腔外移植的嘗試,發(fā)現(xiàn)血管內(nèi)移植血液似乎成為容納胰島的免疫特惠區(qū),移植物未被排斥,形態(tài)結(jié)構(gòu)完整,細胞功能活躍,而且移植物釋放的胰島素直接進入血液符合胰島素的生理釋放特點,但其并發(fā)癥如血栓形成和移植后感染情況較嚴重,總的說來血管內(nèi)移植弊多利少［12］。

2微囊移植體細胞供源的問題和進展

2.1胰島細胞來源

基礎研究和臨床實踐的證據(jù)均顯示，在糖尿病的自然病程中，胰島β細胞功能的持續(xù)惡化是一個不可逆的過程。目前胰島移植仍然面臨著胰島組織來源不足和免疫排斥反應的問題，尤其是供體來源不足限制了胰島移植的廣泛開展。最新研究應用干細胞移植技術(shù)來解決胰島β細胞來源，就是通過一定的技術(shù)和方法使干細胞定向分化成為能夠制造胰島素的β細胞，然后移植到糖尿病患者體內(nèi)以提供胰島素。胚胎干細胞（embryonicstemcell,ES）將從胚胎中獲得的多能干細胞,通過特殊物質(zhì)誘導或使其高表達某些特定因子,從而使其分化成具有某些胰島細胞特性的細胞。這些在實驗室中產(chǎn)生的細胞具有許多胰島細胞的特征,包括胰島素的產(chǎn)生和釋放,但是目前這些細胞不具有根據(jù)機體葡萄糖水平調(diào)控胰島素分泌的能力［13］,因此離廣泛臨床應用還有一定的距離。骨髓間充質(zhì)干細胞(bonemarrowmesenchymalstemcellsBMMSCS)取材方便,容易進行體外分離、培養(yǎng)和純化,且具有跨越分化潛能,可望解決細胞來源和免疫排異問題。Kodama等［14］將骨髓干細胞移植入糖尿病前期的小鼠和已患糖尿病的小鼠,能阻止糖尿病前期的小鼠進展致糖尿病,將胰島移植在已做骨髓移植的糖尿病小鼠的腎包膜下,在血糖恢復至正常后,切除移植的胰島,這些糖尿病小鼠的血糖仍然保持正常。人胰腺導管細胞也已被成功分離并誘導分化為胰島細胞，但尚未證實其是否有降低血糖水平的功能。根據(jù)目前所得的眾多實驗結(jié)果,經(jīng)誘導分化所得到的胰島樣細胞,其胰島素分泌量遠小于正常胰島細胞的胰島素分泌量。當然，要推廣干細胞應用還存在著一系列的問題：(1)如何保持移植干細胞分化和增殖的平衡性，使增殖后的細胞能夠有效地分泌胰島素，而有效產(chǎn)生胰島素的細胞又能很好地增殖；(2)移植干細胞的安全性如何，有無誘發(fā)腫瘤的可能；(3)異體干細胞移植物如何逃避自身免疫，目前微囊化技術(shù)能否最終解決這一難題?胰島組織來源不足和免疫排斥反應是胰島β細胞移植面臨的兩大難題，現(xiàn)在認為解決這兩大難題最有希望的途徑是治療性克隆。除了改進胰島β細胞移植技術(shù)外，尋找患者體內(nèi)的胰島β細胞替代細胞也是當今的研究熱點，即通過胰島素基因治療使替代細胞產(chǎn)生胰島素，以便彌補胰島素分泌的不足，也可避免了針對胰島細胞的免疫損傷［15］。目前人工構(gòu)建的類胰島細胞主要面臨的問題是如何使轉(zhuǎn)染的靶細胞產(chǎn)生葡萄糖依賴的胰島素釋放反應［16］。因此,如何選擇適當靶細胞、載體及調(diào)控因子至關(guān)重要。

2.2異種細胞來源的風險性分析

目前認為,豬是最可能用于臨床胰島移植的供體來源,因為:(1)豬胰島是一種不受限制的組織來源;(2)豬胰島素僅有一個氨基酸與人體來源不同;(3)豬胰島素臨床應用于治療糖尿病患者已達數(shù)10年;(4)豬體內(nèi)糖代謝調(diào)節(jié)與人類相似。然而2000年Luc［17］等證實,PERV可感染接受豬胰島移植的嚴重聯(lián)合免疫缺陷小鼠,跨種間感染及異種移植的安全性受到重視。實際上豬可在絕對無菌的環(huán)境中養(yǎng)殖，這樣豬的胰島細胞移植要比人胰島細胞移植相對安全，但豬的PERV是不得不考慮的病毒；PERV是嵌合在豬的基因上的一種病毒，可隨豬的繁殖而傳代，而野生型豬攜帶PERV，并可在體外感染人的細胞，同時由于其在豬基因上的強復制性，以及不可感知的前病毒的強互補性，而且很難做出敲除PERV基因的豬，因此分布于豬基因組內(nèi)的PERV序列是制約豬作為異種器官移植供體的主要因素。盡管在接受豬源器官或組織細胞移植的人體內(nèi),尚未發(fā)現(xiàn)PERV感染的證據(jù),生物安全性一直是阻礙豬細胞/器官異種移植的一個主要因素［18］。由于免疫排斥等原因，PERV轉(zhuǎn)移到人體的可能性幾乎為零,當然最為安全的辦法是找出或做出PERV陰性豬。采用微囊化新生豬胰島細胞移植到大型實驗動物—狗的肝臟中,發(fā)現(xiàn)移植后微囊化新生豬胰島細胞能夠在受體中存活,發(fā)揮生物學效應,未發(fā)現(xiàn)PERV發(fā)生跨種系感染,海藻酸鈉微囊可防止豬PERV的穿越,可能在異種移植中具有較好的應用前景［19］。因為豬可在絕對無菌的環(huán)境下養(yǎng)殖，進行各種包括基因轉(zhuǎn)移，敲除等的處理，同時可無限制的進行絕對大量的臨床前期試驗，因此相比同種胰島移植更為安全，更具臨床可行性的異種胰島移植應該是可實現(xiàn)的。

【參考文獻】

1FiorinaP,SecchiA.Pancreaticisletcelltransplantfortreatmentofdiabetes.Endo-crinolMetabClinNorthAm，2007，36(4):999～1013.

2Toledo-PereyraLH,Lopez-NeblinaF.Xenotransplantion:aviewtothepastandanunrealizedpromisetothefuture.ExpClinTransplant,2003,11:127.

3TsengYL,SachsDH,CooperDK.Porcinehematopoieticprogenitorcelltransplantioninnonhumanprimates:areviewofprogress.Transplantion,2005,79（1）:1～9.

4CalafioreR,BastaG,LucaG，etal.Standardtechnicalproceduresformicroencap-sulationofhumanisletsforgraftintononimmunosuppressedpatientswithtype1diabetesmellitus.TransplantProc，2006，38(4):1156～1157.

5DeVosP，DeHaanBJ，DeHaanA，etal.Factorsinfluencingfunctionalsurvivalofmicroencapsulatedisletgrafts，Cell,2004，13(5)∶515.

6TackeSJ,KurthR,DennerJ.Porcineendogenousretrovirusesinhibithumanim-munecellfunction:riskforxenotransplantation?Virology,2000,268（1）:87～93.

7OmerA,Duvivier-KaliVF,TrivediN,etal.Survivalandmaturationofmicroen-capsulatedporcineneonatalcellclusterstransplantedintoimmunocompetentmice.Diabetes,2003,52:69～75.

8SalfeySA,KappJA,WeberCJ.ProliferativeandcytokineresponsesinCTLA4-Ig-treateddiabeticNODmicetransplantedwithmicroencapsulatedneonatalporcine.ICCsCellTransplant,2002，11（7）∶695.

9JonesKS,SeftonMV,GorczynskiRM.Invivorecognitionbythehostadaptiveimmunesystemofmicroencapsulatedxeno.geneiccells.Transplantation,2004，78(10)∶1454.

10DeVosP，DeHaanBJ，DeHaanA，etal.Factorsinfluencingfunctionalsurvi-valofmicroencapsulatedisletgraftsCell.Transplant,2004,13(5):515.

11RobitailleR,DusseaultJ,HenleyN,etal.Insulin-likegrowthfactorⅡallowsprolongedbloodglucosenormalizationwithareducedisletcellmasstransplantation.Endocrinology,2003,144:3037～3045.

12EmamaulleeJA,StantonL,SchurC,etal.Caspaseinhibitortherapyenhancesmar-ginalmassisletgraftsurvivalandpreserveslong-termfunctioninislettransplanta-tion.Diabetes，2007，56(5):1289～1298.

13HuotariMA,MiettinenPJ,PalgiJ,etal.ErbBsignalingregulateslineagedetermi-nationofdevelopingpancreaticisletcellsinembryonicorganculture.Endocrin-ology,2002,143(11):4437.

14KodamaS，KuhtreiberW，F(xiàn)ujimuraS,etal.IsletregenerationduringreversalofautoimmunediabetesinNODmice.Science，2003,5648:1223～1226.

15LinHT,KaoCL,LeeKH,etal.Enhancementofinsulin-producingcelldifferentia-tionfromembryonicstemcellsusingpax4-nucleofectionmethod.WorldJGastroentero,2007，13(11):1672～1679.

16IkonomouL,Geras-RaakaE,RaakaBM,etal.Beta-cateninsignallinginmesenchy-malislet-derivedprecursorcells.CellProlif，2008，41(3):474～491.

17LucJW,VanderL,ChristopherL,etal.InfectionbyporcineendogenousretrovirusafterisletxenotransplantantioninSCIDmice.Nature,2000,6800:90～94.

18BonevaRS,FolksTM.Xenotransplantionandrisksofzoonoticinfections.AnnMed,2004,36(7):504～517.

19葉征,邢曉為,童瓊娟,等.異種移植微囊化新生豬胰島細胞受體感染PERV潛在風險分析.中南大學學報(醫(yī)學版),2007,32（5）：747～752.