肌肉干细胞可以解决糖尿病相关的循环问题

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更好的血液流动，这是一种痛苦的并发症，可能需要手术或导致截肢。

伊利诺斯大学对小鼠进行的一项新研究发现，注射干细胞可以促进新血管生长，改善受影响组织的循环和受影响肢体的功能。干细胞还诱导周围组织的基因表达发生变化，促进因子的释放，以减少炎症和增加循环。这项研究发表在该杂志上开展．

贝克曼先进科学技术研究所生物工程和医学教授、实验分子成像实验室负责人Wawrzyniec Lawrence Dobrucki说:“PAD在糖尿病患者中很常见，但很难诊断，因为患者在疾病已经处于晚期时才会出现症状。”“如果不治疗外周动脉疾病，通常会导致足部溃疡和截肢——在美国每年有数千例。这是一种严重的、昂贵的、使人衰弱的疾病。”

患外周动脉疾病时，四肢动脉狭窄，由于缺乏血液和氧气而导致疼痛和活动受限。外周动脉疾病的治疗方案很少。Dobrucki说，一些药物旨在增加四肢的灌注，但不是很有效。医生建议运动，但这对外周动脉疾病患者来说是痛苦和困难的，而且其他心血管并发症可能会使体育活动不切实际。许多患者需要手术放置血管支架或动脉搭桥。

Dobrucki的团队与运动机能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是一位专家间充质干细胞它们在肌肉和其他组织的损伤愈合和组织再生中发挥作用。其他研究则侧重于促进各种个体生长因子血管形成这一过程被称为血管生成，但没有一种效果很好。

“血管生成是一个复杂的过程，涉及许多生长因子和关键蛋白质之间的相互作用，”Dobrucki说。“这就是为什么我们使用一种更受自然启发的疗法来促进pad感染肢体的血管生成，并使用干细胞。例如，他们知道释放什么，释放多少以及何时停止。它们还会对组织微环境做出反应并修改，以优化其治疗效果。”

研究人员通过手术缩小了糖尿病小鼠一条腿的股动脉。他们将从年轻小鼠肌肉中提取的间充质干细胞注射到实验小鼠的腿部，而对照组则注射生理盐水。然后他们使用Dobrucki实验室开发的非侵入性成像技术来监测血液流动以及小鼠的血管形成，比较每只小鼠的实验组和对照组以及受影响和未受影响的腿。

“我们清楚地证明了间充质干细胞增加血管生成、外周灌注和肌肉功能的能力，”Boppart说。“我们发现间充质干细胞通过在组织中创造新的血管来补偿血流受限，从而促进肌肉愈合。间充质干细胞移植提供了在PAD中最大限度地增加血管生长以维持或恢复骨骼肌活力的机会。”

研究人员还对组织内的基因表达进行了分析，并发现，在注射了干细胞的小鼠中，基因表达降低了基因表达有PAD的腿与无PAD的腿相近。他们还发现，与没有摄入维生素d的老鼠相比干细胞在美国，有一些基因被激活来对抗一些糖尿病并发症——例如，与炎症相关的基因被抑制。

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严重外周动脉疾病患者。”“干细胞治疗可以帮助他们达到可以开始锻炼的水平，或者可以在需要截肢之前挽救四肢。”

接下来，研究人员希望找出最具治疗外周动脉疾病潜力的间充质干细胞亚群，并优化条件，将这些罕见的细胞从人类脂肪组织中分离出来骨骼肌．他们还在研究骨髓间充质干细胞在注射后能保持活跃多久，以及它们可能引发什么样的免疫反应。

“我们也在尝试开发一种非细胞方法来恢复肌肉修复和生长，”Boppart说。“我们希望确定细胞释放因子的最佳组成，以及释放介质。治疗与正确的因素组合，而不是细胞它们本身就提供了规避免疫系统潜在排斥反应的机会。”