艾塞那肽（Exendin-4）对糖尿病裸鼠移植猪新生儿胰腺细胞团分化和功能的影响研究

《Journal of Diabetes Research》：Impact of Exendin-4 on the Differentiation and Function of Transplanted Porcine Neonatal Pancreatic Cell Clusters in Diabetic Nude Mice

本综述聚焦于猪新生儿胰腺细胞团（NPCCs）移植治疗糖尿病的瓶颈问题——血糖正常化延迟。研究通过动物实验证实，移植后给予胰高血糖素样肽-1受体激动剂艾塞那肽（Exendin-4）可短暂促进NPCCs向成熟胰岛素+细胞分化，并显著扩增PDX1+/胰岛素?和SOX9+祖细胞池。虽然Exendin-4未能缩短达到正常血糖的时间，但其通过多重生理机制（如刺激胰岛素分泌、抑制胰高血糖素等）改善了长期血糖控制，为优化细胞移植疗法提供了新视角。

　　

引言

糖尿病治疗领域面临供体胰腺严重短缺的挑战，异种胰岛移植成为潜在解决方案。猪新生儿胰腺细胞团（NPCCs）因其易获取、具胰岛素分泌能力和增殖潜力而备受关注，但其移植后存在血糖正常化延迟的核心问题，主要归因于β细胞分化不完全。胰高血糖素样肽-1（GLP-1）受体激动剂艾塞那肽（Exendin-4）在多种模型中显示出促进β细胞分化、增殖和功能的作用。本研究旨在探讨移植后Exendin-4治疗能否加速NPCCs分化并改善糖尿病裸鼠的长期血糖结局。

材料与方法

研究使用1-3日龄新生仔猪作为NPCCs供体，通过胶原酶消化法分离并体外培养3天后，将2000个NPCCs移植至链脲佐菌素（STZ）诱导的糖尿病裸鼠肾包膜下。受体小鼠被随机分为两组，分别接受每日两次皮下注射Exendin-4（3?μg/kg）或生理盐水（对照组）。在移植后第6、9、16天采集移植物，通过免疫荧光染色检测胰岛素、胰高血糖素、PDX1和SOX9表达以评估分化状态。长期实验中持续监测血糖、体重变化至280天，并对移植物进行组织学分析。

结果

Exendin-4对NPCCs移植物分化的影响

免疫荧光定量分析显示，Exendin-4处理组在第9天成熟胰岛素⁺细胞比例显著高于对照组（p < 0.05），表明其短暂促进分化作用。更值得注意的是，在第6天，Exendin-4组PDX1⁺/胰岛素^?和SOX9⁺祖细胞数量均显著增加（p < 0.01），提示Exendin-4早期扩增了 progenitor 细胞池。虽然各时间点组间均值比较未达统计学显著性，但这一趋势与Exendin-4可能通过增强祖细胞介导的再生机制相符。

Exendin-4对NPCCs受体长期血糖和体重的影响

移植后10周内，两组小鼠均维持高血糖状态，但Exendin-4组从第6周起血糖水平显著低于基线值（561 ± 51 降至 466 ± 61?mg/dL，p = 0.0042），而对照组无显著变化。两组体重变化轨迹相似，均先降后升，6周后恢复至基线，组间无显著差异。在持续观察超过10周的10只小鼠中，3只对照组和5只Exendin-4组小鼠在119-308天（平均166 ± 65天）内实现正常血糖，但Kaplan-Meier分析显示两组糖尿病无生存期无显著差异（p = 0.6547）。

长期NPCCs移植物的组织学分析

10周时高血糖小鼠的移植物中同时存在胰岛素^?/PDX1⁺（祖细胞）和胰岛素⁺/PDX1⁺（成熟β细胞），表明分化过程持续进行。而达到正常血糖的小鼠移植物则以成熟的胰岛素⁺/PDX1⁺细胞为主，呈现典型的形态和功能成熟特征。

讨论

本研究首次系统评估了Exendin-4对移植NPCCs分化和功能的时序性影响。与既往针对小鼠或人胎儿胰岛样细胞团的研究不同，Exendin-4对异种NPCCs的促分化作用呈短暂性，这可能与NPCCs细胞异质性更高、分化速率较慢有关。早期祖细胞池的扩增（PDX1⁺/胰岛素^?和SOX9⁺细胞）可能是后续短暂出现胰岛素⁺细胞峰值的基础。Exendin-4的长期血糖改善效应更可能归因于其经典生理作用：刺激葡萄糖依赖性胰岛素分泌、抑制胰高血糖素释放、延缓胃排空、抑制食欲及促进外周葡萄糖摄取。尽管Exendin-4未能加速糖尿病逆转，但其对早期祖细胞扩增和代谢参数的改善作用，为联合其他促分化策略优化NPCCs移植方案提供了理论依据。

结论

NPCCs是极具潜力的胰岛移植来源。Exendin-4可在移植早期短暂增强其分化并扩增祖细胞群体，同时通过多重机制改善血糖控制。然而，该治疗未能显著缩短达到正常血糖的时间或提高糖尿病无生存率，提示需要开发更高效的分化诱导策略来推进细胞疗法临床转化。