突破胰岛冷冻保存难题:海藻糖与 PLP 携手开启糖尿病治疗新希望

【字体: 时间:2025年03月14日 来源:Stem Cell Research & Therapy 7.1

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  为解决胰岛移植中保存难题,研究人员探索海藻糖和 PLP 冷冻胰岛,证实其能维持胰岛功能,意义重大。

  # 突破胰岛冷冻保存难题:海藻糖与 PLP 携手开启糖尿病治疗新希望
在全球范围内,糖尿病就像一场挥之不去的阴霾,笼罩着无数人的健康。据统计,全球数亿人正遭受着糖尿病的困扰,它是一种由于胰岛素分泌不足或作用缺陷导致的慢性代谢性疾病,持续的高血糖会引发各种严重的并发症,如心血管疾病、肾衰竭、失明等,严重影响患者的生活质量和寿命。目前,虽然有多种治疗方法,但都无法彻底治愈糖尿病。而胰岛移植作为一种潜在的治疗手段,给众多糖尿病患者带来了新的希望。
胰岛移植,简单来说,就是将从供体胰腺中分离出的胰岛细胞,移植到糖尿病患者体内,这些胰岛中的 β 细胞可以分泌胰岛素,从而帮助患者调节血糖水平。然而,这一治疗方法却面临着诸多挑战。其中,供体胰腺的稀缺以及胰岛在移植前的有效保存问题尤为突出。由于胰岛细胞对低温、缺氧等环境因素极为敏感,在冷冻保存过程中,很容易受到损伤,导致细胞死亡或功能丧失。因此,寻找一种高效、安全的胰岛冷冻保存方法,成为了医学领域亟待解决的难题。

在此背景下,来自伊朗 Royan Institute for Stem Cell Biology and Technology 等机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Stem Cell Research & Therapy》杂志上,为解决胰岛冷冻保存问题带来了新的曙光。

研究人员主要采用了以下关键技术方法:首先是胰岛的分离与培养技术,从大鼠胰腺中分离出胰岛,并进行培养;其次,运用了多种染色技术,如活 / 死染色(Live/Dead staining)、胰岛素 / 胰高血糖素染色(Insulin/Glucagon staining)来评估胰岛的活力和细胞组成,以及 DCFDA 染色来检测细胞内氧化应激水平;还通过葡萄糖刺激胰岛素分泌试验(Glucose-stimulated insulin secretion test,GSIS)来测试胰岛的功能;最后,将冷冻保存后的胰岛移植到糖尿病小鼠体内,观察其对血糖水平的调节作用。

研究结果如下:

  1. 海藻糖和 PLP 对胰岛形态和活力的影响:通过光镜观察发现,经海藻糖和 PLP 处理的冷冻胰岛,其形态与新鲜胰岛相似,且周围的胶原胶囊圆润,与新鲜胰岛难以区分。活 / 死染色结果显示,海藻糖组的胰岛活力高达 96.25%,显著高于 DMSO 组的 80%,与新鲜胰岛的 96% 无显著差异。这表明海藻糖和 PLP 能够有效维持胰岛的形态和活力。
  2. 对胰岛体外功能的影响:GSIS 试验结果表明,海藻糖组的刺激指数(SI)为 1.26,与新鲜胰岛的 1.57 相近,而 DMSO 组的 SI 仅为 1.12,显著低于新鲜胰岛。这说明海藻糖保存的胰岛在体外对葡萄糖刺激的胰岛素分泌功能与新鲜胰岛相当,优于 DMSO 组。
  3. 对胰岛细胞组成和氧化应激的影响:胰岛素 / 胰高血糖素免疫染色结果显示,海藻糖组中胰岛素阳性细胞的比例与新鲜胰岛无显著差异,而 DMSO 组的胰岛素阳性细胞明显少于新鲜胰岛。DCFDA 染色结果表明,海藻糖组的细胞内氧化应激水平显著低于 DMSO 组,与新鲜胰岛相似。这表明海藻糖能够更好地保护胰岛中的 β 细胞,减少氧化应激损伤。
  4. 对移植后小鼠血糖的影响:将冷冻保存的胰岛移植到糖尿病小鼠体内后,海藻糖组和 DMSO 组小鼠的空腹血糖(Fasting blood sugar,FBS)水平在移植后三天内均降至正常范围(80 - 110mg/dL),且在 28 天的随访期内一直保持稳定。腹腔内葡萄糖耐量试验(Intraperitoneal glucose tolerance test,IP-GTT)结果显示,两组小鼠的血糖清除模式相似,但海藻糖组的胰岛功能更接近新鲜胰岛。这说明冷冻保存的胰岛在移植后能够有效调节小鼠的血糖水平,且海藻糖保存的胰岛功能更优。

研究结论和讨论部分指出,本研究成功开发了一种使用海藻糖联合 PLP 作为冷冻保护剂保存大鼠胰岛的方法。该方法能够有效维持胰岛的活力和功能,在维持胰岛功能和葡萄糖反应性方面,海藻糖与传统冷冻保护剂 DMSO 效果相似,但海藻糖具有无毒性的优势,这使其在对细胞活力要求高且细胞毒性低的特定情况下,成为更安全的选择。海藻糖具有多种保护功能,如保护细胞膜、减少氧化损伤、防止冰晶生长等,为胰岛冷冻保存提供了更可靠的保障。然而,目前的研究仍存在一定的局限性,未来需要进一步开展大规模的研究和临床试验,以验证该方法的长期安全性和有效性。如果该方法能够得到广泛应用,将显著提高胰岛移植的成功率,改善糖尿病患者的治疗效果,为糖尿病的治疗带来新的突破,让更多患者摆脱糖尿病的困扰。

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