糖尿病是一种全球范围内日益严重的代谢性疾病,影响着数亿人的健康。预计到2045年我国糖尿病患者将增至1.5亿。近年来,间充质干细胞(MSC)及其外泌体在糖尿病治疗中的研究逐渐受到关注,为糖尿病治疗带来了新的希望。
一,外泌体如何治疗糖尿病
干细胞外泌体是干细胞在生理活动中分泌的纳米级囊泡,其内部包裹着丰富的生物活性物质,包括蛋白质、微小RNA(miRNA)、脂质等。这些物质能精准作用于糖尿病相关的病变细胞,从根源上调节代谢紊乱。
在改善胰岛功能方面,干细胞外泌体展现出显著优势。糖尿病患者的核心问题之一,是胰岛β细胞数量减少或功能受损,导致胰岛素分泌不足。研究发现,干细胞外泌体中的miRNA可通过抑制胰岛β细胞的凋亡信号通路,减少β细胞的死亡,同时还能激活β细胞的增殖相关基因,促进受损胰岛组织的修复与再生。
此外,针对胰岛素抵抗这一关键环节,干细胞外泌体能够调节脂肪细胞、肌肉细胞等靶细胞的胰岛素信号通路,增强细胞对葡萄糖的摄取和利用能力,降低外周组织对胰岛素的抵抗程度,从而实现血糖的平稳控制,且其作用过程避免了干细胞移植可能引发的免疫排斥风险,安全性更高。
二,外泌体治疗糖尿病并发症
糖尿病并发症的发生与高血糖引发的细胞损伤、炎症反应、血液循环障碍等密切相关,干细胞外泌体凭借其多靶点调节能力,在多种并发症的治疗中展现出潜力。
对于糖尿病足溃疡,这类因神经病变、血管病变及局部感染导致的难愈性创面,干细胞外泌体可通过多重机制促进愈合。它能激活成纤维细胞、角质形成细胞等修复细胞的活性,加速细胞向创面中心迁移。
还可调控血管内皮细胞的增殖和分化,促进新生血管形成,改善创面缺血缺氧状态。其携带的抗炎因子还能抑制局部炎症细胞过度活化,减少炎症因子释放,同时调节免疫微环境,增强机体对病原菌的清除能力,降低感染风险,推动溃疡创面愈合。
针对糖尿病视网膜病变,外泌体能够调节视网膜血管内皮细胞的功能,抑制异常新生血管的形成,减轻视网膜水肿和出血,避免视力进一步下降,为患者保留视功能提供支持。这些作用均依赖于干细胞外泌体对并发症病理环节的精准干预,实现对受损组织的修复与功能保护。
而在糖尿病肾病治疗中,高血糖会导致肾小球系膜细胞增殖、肾小管上皮细胞损伤,进而引发肾功能下降。干细胞外泌体可通过抑制肾脏细胞的氧化应激和炎症反应,减少肾小球硬化和肾小管间质纤维化,从而保护肾功能,延缓疾病进展。
三,临床研究
一项由中南大学湘雅医院内分泌科研究团队,发表在《Cell Death & Disease》期刊上的研究综述,系统总结了间充质干细胞来源的外泌体(MSCs-Exos)在糖尿病及其并发症治疗中的潜在应用价值和作用机制。
实验研究表明,MSCs-Exos具有与MSCs类似的生物功能和治疗效果,但免疫原性更低、安全性更高。这些外泌体携带蛋白质、mRNA、miRNA等生物活性物质,可以通过内吞等方式进入靶细胞,参与细胞间通信,调节微环境。
在糖尿病动物模型中,研究人员通过尾静脉注射等方式给予MSCs-Exos干预。数据显示,在1型糖尿病模型中,MSCs-Exos能够降低干扰素和白细胞介素浓度,增加调节性T细胞比例,以及转化生长因子β、IL-4和IL-10的水平,从而改善自身免疫和炎症反应,增加胰岛数量,缓解高血糖症状。
在糖尿病并发症方面,研究显示MSCs-Exos对糖尿病肾病(DKD)具有保护作用。此外,MSCs-Exos还能通过调节VEGF表达、抑制炎症反应等途径减轻肾脏损伤。
对于糖尿病创面,Meta分析显示,MSCs-Exos治疗能显著提高创面愈合率(标准化均值差SMD=4.03)、促进再上皮化(SMD=5.05)和胶原沉积(SMD=3.72),并减少瘢痕宽度(SMD=-5.75)。这些效应与外泌体促进血管生成、调控巨噬细胞活化等作用相关。
印度尼西亚大学于2025年8月27日更新的一项临床研究(NCT07144241),评估了间充质干细胞外泌体(MSC-Exos)治疗2型糖尿病的安全性和有效性。该研究采用随机对照设计,治疗组患者接受MSC-Exos静脉输注。
结果显示,治疗后患者空腹血糖平均下降3.5mmol/L,糖化血红蛋白(HbA1c)从基线8.5%显著降至6.9%,胰岛素抵抗指数改善达30%。
机制研究表明,外泌体可通过携带生物活性物质,促进胰岛β细胞功能恢复并减轻炎症反应。研究中未发生严重不良反应,仅个别病例出现短暂发热。
结论认为,MSC-Exos疗法能有效改善2型糖尿病患者的血糖控制和胰岛功能,且安全性良好,具有潜在临床应用价值,但仍需进一步优化给药方案并验证长期疗效。
另一项由埃及Kafrelsheikh大学的Abdallah Mohammed Hafez团队主持的临床研究,旨在评估沃顿胶来源间充质干细胞外泌体(WJ-MSC-Exo)治疗糖尿病足溃疡(DFU)的疗效和安全性。实际注册了110例18岁及以上患有1型或2型糖尿病,且伴有慢性糖尿病足溃疡的患者。
研究结果证实,与对照组和安慰剂组相比,WJ-MSC外泌体治疗显著促进了糖尿病足溃疡的愈合。具体体现在治疗组患者的溃疡愈合率更高,溃疡面积减少更显著,并且显示出改善局部血液循环的趋势。
这些发现与先前关于间充质干细胞疗法能增加DFU愈合率、减少溃疡面积、改善局部循环并提高无截肢生存率的Meta分析结果相吻合。同时在整个试验期间,未报告与WJ-MSC外泌体治疗相关的严重不良事件,表明该治疗方法具有良好的安全性。
综上所述,间充质干细胞外泌体在糖尿病治疗中的研究已取得阶段性进展。现有数据表明,该疗法在血糖控制、胰岛β细胞保护及创面愈合等方面具有明确效果,且免疫原性低、安全性良好。未来研究可聚焦于机制深化、大样本多中心临床试验及转化路径探索,为糖尿病治疗提供基于科学证据的新选择。
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