1型糖尿病中胰腺间充质基质细胞的特征：揭示其在胰岛保护中的关键作用及与疾病进展的相关性

《Diabetologia》：Characterisation of human pancreatic mesenchymal stromal cells in type 1 diabetes

本研究针对1型糖尿病(T1D)中内源性胰腺间充质基质细胞(pMSCs)的分布与功能尚不明确的问题，利用nPOD和EADB队列样本，通过多重免疫组化技术首次在体表征了pMSCs。研究发现，pMSCs在T1D患者中优先聚集于含胰岛素胰岛周围，且表达具有胰岛保护作用的Annexin A1(ANXA1)。值得注意的是，在发病年龄≥13岁的患者中，pMSCs的密度更高，且与较弱的免疫细胞浸润相关，提示pMSCs在延缓T1D进展中扮演保护性角色。

　　

论文解读

在1型糖尿病(T1D)的复杂发病机制中，免疫系统对产生胰岛素的β细胞进行攻击，导致其功能丧失。尽管科学家们对免疫细胞如何破坏β细胞有了深入的了解，但人体内是否存在能够保护β细胞、延缓疾病进展的“守护者”细胞，以及它们在疾病状态下如何变化，仍是未解之谜。近年来，间充质基质细胞(MSCs)作为一种具有强大免疫调节和再生潜力的细胞，在糖尿病治疗领域备受关注。临床研究已经证实，体外培养扩增的MSCs输注给新发T1D患者后，能够迁移至损伤部位，并有助于保护内源性C肽水平。然而，这些研究大多聚焦于“外源性”的MSCs，对于人体胰腺中天然存在的“内源性”胰腺间充质基质细胞(pMSCs)，在健康或T1D状态下究竟扮演什么角色，我们却知之甚少。

为了填补这一关键空白，来自埃克塞特大学的研究团队在《Diabetologia》杂志上发表了一项重要研究。他们利用来自nPOD和EADB生物样本库的珍贵人类胰腺组织，首次对T1D患者体内的pMSCs进行了全面的原位表征。研究旨在回答一个核心问题：在T1D中，pMSCs的数量、分布及其保护性表型是否发生了改变？这些改变是否与疾病的严重程度和进展速度相关？

关键技术方法

本研究主要采用了多重免疫组化技术，对来自38名供体（包括T1D患者和健康对照）的胰腺组织切片进行染色。研究人员定义pMSCs为CD73⁺/CD90⁺/CD105⁺/CD31^-/CD34^-/CD45^-的细胞，并利用HALO数字病理分析平台，对超过26,000个单个胰岛及其周围10μm区域内的pMSCs进行了高精度定量分析。此外，研究还通过体外细胞培养实验，评估了MSCs在暴露于不同炎症因子组合后的存活和增殖能力。

研究结果

pMSCs在T1D患者中优先聚集于含胰岛素胰岛周围

研究人员首先发现，pMSCs在人类胰腺中确实存在，它们呈现出典型的纺锤状形态，并包裹在胰岛的外围。与健康个体相比，T1D患者体内含胰岛素胰岛（无论是仅含胰岛素INS+GLU-还是同时含胰岛素和胰高血糖素INS+GLU+的胰岛）内部及其周围10μm区域内的pMSCs密度均显著增加。然而，在T1D患者体内，胰岛素缺乏的胰岛（INS-GLU+）周围的pMSCs密度则显著降低。这一发现强烈提示，pMSCs的聚集与胰岛中β细胞的存在密切相关，可能扮演着保护β细胞、对抗免疫攻击的角色。

pMSCs的聚集与T1D发病年龄密切相关

研究进一步发现，pMSCs的聚集模式与T1D的发病年龄（通常与疾病进展速度相关）存在显著关联。在发病年龄≥13岁的患者中，含胰岛素胰岛周围的pMSCs密度显著高于发病年龄<13岁的患者。这一现象在较大的胰岛中尤为明显。这表明，在疾病进展较慢的晚发型T1D中，pMSCs能够更有效地聚集在受损胰岛周围，这可能部分解释了为何这类患者的β细胞损失速度相对较慢。

pMSCs表达关键的胰岛保护因子ANXA1

为了探究pMSCs如何发挥保护作用，研究人员检测了两种已知的MSCs分泌的免疫调节和细胞保护因子：Annexin A1(ANXA1)和吲哚胺2,3-双加氧酶1(IDO1)。结果显示，约33.2%的pMSCs表达ANXA1，且这种表达在T1D患者和健康个体中均呈组成性表达，不受疾病状态影响。相比之下，表达IDO1的pMSCs比例极低（约1%），表明ANXA1可能是pMSCs发挥保护作用的主要机制之一。

pMSCs在炎症环境中生存能力受限

为了解释为何在发病年龄<13岁的患者中pMSCs密度较低，研究人员进行了体外实验。他们发现，当MSCs暴露于模拟T1D中更强烈的炎症环境（IFN-γ+IL-1β+TNF-α）时，其存活率显著降低，增殖能力也受到抑制。这提示，在年轻发病的T1D患者中，胰岛周围更强烈的免疫细胞浸润和炎症反应，可能削弱了pMSCs的生存能力，使其无法有效聚集并保护β细胞。

pMSCs与炎症胰岛的关联

研究还发现，在T1D患者中，pMSCs更倾向于聚集在发生炎症的胰岛（定义为与胰岛相关的CD45⁺免疫细胞数量>5个）周围。特别是在发病年龄≥13岁的患者中，发生炎症的胰岛周围聚集了更多的pMSCs。这进一步证实了pMSCs具有向损伤部位迁移的特性，并可能在炎症环境中发挥其保护功能。

研究结论与意义

本研究首次在人类胰腺组织中，对T1D患者体内的pMSCs进行了全面的原位表征，揭示了这些细胞在疾病进展中的关键作用。研究得出的核心结论是：pMSCs在T1D中扮演着保护性角色，它们通过表达ANXA1等保护因子，聚集在含胰岛素胰岛周围，试图延缓β细胞的破坏。然而，这种保护作用受到疾病严重程度的限制。在发病年龄<13岁、疾病进展更快的患者中，强烈的炎症环境削弱了pMSCs的生存能力，导致其保护作用失效，从而加速了β细胞的损失。

这项研究具有重要的临床意义。首先，它揭示了pMSCs作为内源性保护机制的存在，为理解T1D的病理生理提供了新视角。其次，研究结果提示，基于MSCs的细胞疗法在晚发型T1D患者中可能具有更好的疗效，因为该群体中的MSCs具有更强的生存和功能发挥能力。最后，研究强调了增强MSCs在恶劣炎症环境中生存能力的重要性，这为开发新的治疗策略（如基因工程改造MSCs以增强其抗炎能力）指明了方向。