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自体骨髓间充质干细胞和单核细胞移植在2型糖尿病中的疗效:一项随机安慰剂对照比较研究

期刊:Stem Cells and DevelopmentDOI:10.1089/scd.2016.0275

这篇文档属于类型a,即报告了一项原始研究。以下是针对该研究的学术报告:


主要作者及研究机构

本研究的主要作者包括Shobhit Bhansali、Pinaki Dutta、Vinod Kumar、Mukesh Kumar Yadav、Sunder Mudaliar、Shipra Bhansali、Ratti Ram Sharma、Vivekanand Jha、Neelam Marwaha、Niranjan Khandelwal、Anand Srinivasan、Naresh Sachdeva、Meredith Hawkins和Anil Bhansali。研究团队来自多个机构,包括印度昌迪加尔的Post Graduate Institute of Medical Education and Research(PGIMER)的内分泌学、肾脏学/转化与再生医学、放射诊断学、输血医学等部门,以及美国加州大学圣地亚哥分校和阿尔伯特·爱因斯坦医学院的糖尿病研究与培训中心。研究发表在期刊《Stem Cells and Development》上,DOI为10.1089/scd.2016.0275。

学术背景

本研究聚焦于2型糖尿病(Type 2 Diabetes Mellitus, T2DM)的治疗,特别是通过自体骨髓来源的间充质干细胞(Autologous Bone Marrow-derived Mesenchymal Stem Cells, ABM-MSCs)和单核细胞(Autologous Bone Marrow-derived Mononuclear Cells, ABM-MNCs)移植来改善β细胞功能和胰岛素敏感性。尽管现有药物在T2DM管理中取得了一定进展,但针对β细胞再生和功能恢复的治疗手段仍然有限。干细胞疗法因其分化和转分化能力,被认为是一种潜在的解决方案。然而,关于ABM-MSCs和ABM-MNCs在T2DM患者中的疗效和安全性的比较研究尚未有报道。因此,本研究旨在通过随机、单盲、安慰剂对照试验,评估这两种干细胞移植在T2DM患者中的疗效,并通过代谢研究探索其对葡萄糖-胰岛素稳态的影响。

研究流程

研究设计为随机、单盲、安慰剂对照试验,共筛选了70名患者,最终纳入30名符合条件的T2DM患者,随机分为三组:ABM-MSCs组(10人)、ABM-MNCs组(10人)和对照组(10人)。研究的主要终点是在一年随访期间,胰岛素需求量减少≥50%,同时维持糖化血红蛋白(HbA1c)<7.0%。

1. 基线评估

所有患者在入组前接受了临床和生化评估,包括血糖控制、微血管和大血管并发症的检查。患者需满足以下条件:年龄30-60岁,糖尿病病程≥5年,接受三联口服降糖药物和胰岛素治疗(≥0.4 IU/kg/天),且HbA1c≤7.5%。

2. 干细胞制备与移植

  • ABM-MSCs制备:从患者后上髂嵴抽取约100 mL骨髓,通过体外培养扩增至目标细胞数(1×10^6细胞/kg体重),并进行表型鉴定和无菌检测。
  • ABM-MNCs制备:从同一部位抽取200-250 mL骨髓,通过密度梯度离心分离单核细胞,最终获得约1×10^9细胞/患者。
  • 移植过程:通过经股动脉途径,将细胞选择性注入胰腺上十二指肠动脉(SPD动脉)或脾动脉。

3. 代谢研究

  • 高血糖钳夹试验:评估β细胞功能和胰岛素敏感性,通过静脉输注葡萄糖使血浆葡萄糖水平达到15.5 mmol/L,持续180分钟,测量C肽和胰岛素水平。
  • 胰高血糖素刺激的C肽测试:评估β细胞储备功能。
  • 基因表达分析:通过骨骼肌活检,分析葡萄糖转运蛋白4(GLUT-4)和胰岛素受体底物1(IRS-1)的基因表达。

4. 随访

患者在移植后每两周随访一次,持续一个月,随后每月随访一次,直至一年。随访内容包括血糖监测、胰岛素剂量调整和代谢指标的重复测量。

主要结果

  • 主要终点:ABM-MSCs组和ABM-MNCs组各有6名患者(60%)达到了主要终点,而对照组无一人达到。两组在12个月时胰岛素需求量显著减少(p<0.05),而对照组无显著变化(p=0.447)。
  • 代谢指标:ABM-MNCs组在高血糖钳夹试验中第二相C肽反应显著增加(p<0.05),而ABM-MSCs组的胰岛素敏感性指数(ISI)显著改善(p<0.05),并伴随IRS-1基因表达的增加。
  • 基因表达:ABM-MSCs组的GLUT-4和IRS-1基因表达在骨骼肌中有所上升,但未达到统计学显著性。

结论

本研究首次比较了ABM-MSCs和ABM-MNCs在T2DM患者中的疗效和安全性。结果显示,两种干细胞移植均能显著减少胰岛素需求量,并分别通过改善胰岛素敏感性和增加C肽反应来发挥作用。研究为干细胞疗法在T2DM管理中的应用提供了新的见解,并强调了其在β细胞功能和胰岛素敏感性改善方面的潜力。

研究亮点

  1. 重要发现:ABM-MSCs和ABM-MNCs移植均能显著减少T2DM患者的胰岛素需求量,且分别通过不同的机制发挥作用。
  2. 方法创新:本研究首次通过代谢研究和基因表达分析,深入探讨了干细胞移植对葡萄糖-胰岛素稳态的影响。
  3. 研究设计:随机、单盲、安慰剂对照试验设计,确保了研究结果的可靠性和科学性。

其他有价值的内容

研究还发现,ABM-MSCs组的患者在达到主要终点时体重显著减轻,但体重减轻与胰岛素需求量减少或胰岛素敏感性改善无显著相关性。此外,对照组在早期也出现了胰岛素需求量的短暂减少,这可能与安慰剂效应和生活方式干预有关。


这篇研究为T2DM的治疗提供了新的思路,特别是干细胞疗法在改善β细胞功能和胰岛素敏感性方面的潜力,值得进一步探索和推广。

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