羊膜间充质干细胞代谢产物通过调控炎症因子缓解糖尿病大鼠唾液腺损伤的实验研究

《Journal of Oral Biology and Craniofacial Research》：Amnion mesenchymal stem cell metabolites reduce inflammation in diabetic salivary gland defect rat models

本研究针对糖尿病(DM)引发的唾液腺功能障碍（如口干症和唾液分泌减少）这一临床难题，探索了羊膜间充质干细胞代谢产物(AMSC-MPs)的干预潜力。研究人员通过糖尿病大鼠模型，进行AMSC-MPs腺内注射治疗，发现其能显著下调促炎因子TNF-α和IL-6表达，同时上调抗炎因子IL-10和TGF-β，有效改善炎症微环境，为糖尿病相关唾液腺疾病的再生治疗提供了新策略。

　　

糖尿病已成为全球范围内的重要健康问题，据统计，2019年全球约有4.63亿20-79岁成年人患有糖尿病，患病率高达9.3%。糖尿病患者常常面临多种口腔并发症，其中口干症（xerostomia）和唾液分泌减少（hyposalivation）尤为常见。这些问题不仅导致口腔不适，还会引发一系列连锁反应：唾液中的抗菌成分减少，葡萄糖和黏蛋白浓度升高，味觉异常，口腔念珠菌感染风险增加，甚至出现口臭和灼口综合征。更严重的是，糖尿病还会延缓口腔黏膜软硬组织的伤口愈合过程。

糖尿病导致的唾液腺功能障碍机制复杂。长期高血糖状态会引发氧化应激和晚期糖基化终末产物(AGEs)的积累，同时下调唾液腺腺泡细胞中的水通道蛋白AQP5，直接影响水分运输和分泌功能。此外，高血糖引起的渗透性利尿会导致全身性脱水，进一步减少唾液流量。糖尿病微血管病变、自主神经病变以及唾液腺组织内的慢性炎症也参与其中。血管基底膜增厚限制了血液灌注，神经病变削弱了分泌的神经调节，而NF-κB/TGF-β信号通路的激活则促进了炎症浸润和纤维化重塑。

目前针对唾液腺功能减退的治疗方法主要是姑息性的，效果有限且成本较高，不适合长期使用。理想的干预策略应该针对组织损伤的炎症阶段。研究表明，糖尿病特别是肥胖相关糖尿病会创造高度炎症性的微环境，这可能阻碍组织再生过程。

在这样的背景下，研究人员将目光投向了具有再生潜能的间充质干细胞(MSCs)。其中，羊膜间充质干细胞(AMSCs)因其来源广泛、免疫原性低、分化能力强而成为再生医学的理想选择。当AMSCs在体外培养时，会分泌多种生物活性代谢产物，包括各种细胞因子和生长因子，这些物质被统称为AMSC代谢产物(AMSC-MPs)。先前的研究表明，AMSC-MPs具有抗炎和免疫调节功能，能够抑制TNF-α和IL-6水平。与骨髓或脂肪来源的MSCs相比，AMSCs具有明显优势：它们可以从废弃的羊膜中非侵入性地获取，伦理接受度高，免疫原性更低，增殖能力更强，并能分泌丰富的代谢组和分泌组，包含血管内皮生长因子(VEGF)、胰岛素样生长因子1(IGF-1)、上皮生长因子(EGF)、转化生长因子β(TGF-β)和白细胞介素8(IL-8)等促进血管生成、减少纤维化和调节炎症的关键因子。

虽然先前研究已经证明骨髓MSCs或其外泌体可以通过调节TGFβ/Smad3通路改善糖尿病大鼠的唾液腺功能障碍，AMSC来源的外泌体也能通过增强腺泡再生和减少纤维化来促进辐射损伤的唾液腺修复，但AMSC-MPs在糖尿病唾液腺再生中的作用尚未被探索。这项发表在《Journal of Oral Biology and Craniofacial Research》上的研究首次提供了证据表明，当AMSC代谢产物局部注射到糖尿病唾液腺中时，能够减轻炎症并改善唾液分泌，为糖尿病相关腺体功能障碍提供了一种新的治疗策略。

研究人员主要采用了以下几种关键技术方法：使用四氧嘧啶(alloxan monohydrate)诱导糖尿病大鼠模型；从羊膜中提取并培养AMSCs获取代谢产物(AMSC-MPs)；通过腺内注射方式给予治疗；采用免疫组织化学方法检测肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素6(IL-6)、白细胞介素10(IL-10)和转化生长因子β(TGF-β)的表达水平；使用统计学方法分析组间差异。

3.1. TNF-α表达

研究发现，促炎细胞因子TNF-α在AMSC-MPs腺内注射后第5天到第10天表达显著降低(p < 0.05)，表明出现了延迟但有效的抗炎反应。有趣的是，在第3天时未观察到TNF-α表达的显著变化，说明抗炎作用需要时间才能显现。

3.2. IL-6表达

同样，另一个关键的促炎细胞因子IL-6在注射后第5天到第10天表达显著下降，与TNF-α的变化趋势相似。这表明AMSC-MPs能够持续抑制炎症信号通路。

3.3. IL-10表达

相比之下，抗炎细胞因子IL-10的表达显示出早期且持续的增加，从第3天开始一直持续到第10天(p < 0.05)。IL-10的快速上调表明AMSC-MPs在给药后很快就能促进抗炎环境。

3.4. TGF-β表达

此外，再生标志物TGF-β的表达从第3天开始显著升高，并持续到第10天(p < 0.05)。这表明AMSC-MPs不仅减轻炎症，还能促进糖尿病唾液腺模型内的组织修复和再生。

研究结论表明，AMSC-MPs腺内注射在糖尿病诱导的唾液腺缺陷大鼠模型中显示出抗炎潜力。监测促炎和抗炎细胞因子的水平为了解愈合过程和治疗效果提供了重要见解。实验模型证明，AMSC-MPs腺内注射能够下调促炎细胞因子TNF-α和IL-6，同时上调抗炎细胞因子IL-10和TGF-β。这些细胞因子通过TGF-β/Smad、NF-κB和MAPK等关键信号通路发挥作用，共同减少腺泡细胞凋亡，限制纤维化，并促进功能性腺泡和导管细胞的增殖。

AMSC-MPs中的生物活性成分，包括IL-10、TGF-β、IL-1受体拮抗剂、SDF-1/CXCL12、MCP-1/CCL2、IL-8和IL-13等免疫调节分子，协同作用恢复非炎症微环境，有利于再生。此外，AMSC-MPs还含有VEGF、IGF-1、bFGF、NGF和PGF等促进再生和抗凋亡因子，能够增强血管化、腺泡再生和分泌功能。这些机制表明，AMSC-MPs不仅能调节炎症微环境，还能促进唾液腺的生理和功能恢复，包括腺泡结构、导管完整性和唾液分泌的恢复。

该研究为糖尿病相关唾液腺功能障碍的治疗策略提供了全面支持，表明AMSC-MPs具有作为治疗方法的潜力。然而，还需要进一步研究来调查使用形态学标记和其他分子再生生物标志物的腺泡细胞恢复率，以加强AMSC-MPs在唾液腺疾病背景下再生潜力的证据。