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肌肉干细胞可以解决糖尿病相关的循环问题

发表于 2017-11-07

从肌肉组织中提取的干细胞可以促进患有外周动脉疾病的糖尿病患者的更好的血流,这是一种可能需要手术或导致截肢的痛苦并发症。

伊利诺斯大学的一项新研究发现,干细胞的注射促使新血管生长,改善受影响的组织中的循环,并在患肢中起作用。干细胞还诱导周围组织基因表达的改变,促使释放因子以减少炎症并增加循环。该研究发表在Theranostics杂志上。

研究负责人Wawrzyniec Lawrence Dobrucki说:“PAD在糖尿病患者中非常常见,但由于患者在疾病已处于进展状态时会出现症状,因此很难诊断。”生物工程和医学教授,实验分子负责人Wawrzyniec Lawrence Dobrucki说。贝克曼先进科学和技术研究所的成像实验室。“当PAD不治疗的时候,往往会导致足部溃疡和肢体截肢 - 每年在美国数千人,这是一个严重的,昂贵的和虚弱的疾病。

在PAD中,四肢动脉变窄,由于缺乏血液和氧气而导致疼痛和运动受限。PAD的治疗选择很少。Dobrucki说,有些药物旨在增加肢体灌注,但效果不是很好。医生建议运动,但对于PAD患者来说是痛苦和困难的,其他心血管并发症可能使体力活动变得不切实际。许多患者需要手术来放置血管支架或动脉旁路。

多布鲁基的研究小组与运动学和社区卫生学教授Marni Boppart合作,研究在动脉变窄部位注射干细胞的效果。Boppart是间充质干细胞的专家,在肌肉和其他组织的损伤愈合和组织再生中发挥作用。其他研究集中在促进血管形成的各种个体生长因子 - 一种称为血管生成的过程 - 但没有一个效果很好。

Dobrucki说:“血管生成是一个涉及许多生长因子和关键蛋白之间相互作用的复杂过程。“这就是为什么我们使用了一种更自然的疗法来促进受PAD影响的肢体的血管生成,并使用了干细胞,例如,他们知道应该释放多少,何时停止,还能够响应和修改组织微环境优化他们的治疗效果。“

研究人员在糖尿病小鼠的一条腿上手术地缩小了股动脉。他们将从小鼠的肌肉中取出的MSC注入实验小鼠的腿中,而对照组注射生理盐水。然后,他们使用Dobrucki实验室开发的无创成像技术来监测小鼠的血流量和血管形成,比较实验组和对照组以及每只小鼠的受影响和不受影响的腿。

Boppart说:“我们清楚地证明了MSC能够增加血管生成,外周灌注和肌肉功能的能力。“我们看到MSC通过在组织中形成新的血管来促进肌肉愈合,从而补偿血流受限.MSC移植提供了使PAD中的血管生长最大化以维持或恢复骨骼肌的机会。

研究人员还对组织内的基因表达进行了分析,发现在进行干细胞注射的小鼠中,PAD腿部的基因表达接近于未受影响的腿部。他们还发现,与没有得到干细胞的小鼠相比,有些基因被激活来对付一些糖尿病并发症 - 例如与炎症有关的基因被抑制。

Dobrucki说:“我们的研究结果表明干细胞治疗可以用于那些不能运动的PAD严重阶段的患者。“干细胞治疗可以帮助他们达到可以开始锻炼的水平,也可以在需要截肢之前挽救一个极端。”

接下来,研究人员希望确定显示最有潜力治疗PAD的MSCs亚群,以及优化从人类脂肪组织和骨骼肌中分离这些罕见细胞的条件。他们也正在研究注射后间充质干细胞保持活性多久,以及他们可能引发什么样的免疫反应。

Boppart说:“我们也试图发展一种无细胞方法来恢复肌肉修复和生长。” “我们希望确定细胞释放因子的最佳组成,以及释放的培养基,正确的因素组合而不是细胞本身的治疗,为避免免疫系统排斥的可能性提供了机会“。

免疫治疗

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