EGB抗氧化处理促进BMSCs归巢与定向分化胰岛样细胞治疗糖尿病的机制研究

Diabetes is a serious harm to human health disease, due to lack of insulin secretion or disruption caused by the use of elevated blood sugar, high blood sugar produces chronic toxic effects of glucose, is closely related to the development of diabetes and its complications. Our previous studies have found that bone marrow mesenchymal stem cells (BMSC) in vitro after appropriate induction and can differentiate into islet-like cells secrete insulin function, but the low survival rate after transplantation BMSC its impact on diabetes therapeutic effect, but after the Ginkgo biloba extract (EGB) pretreated BMSC transplant treatment can improve the success rate, lower blood glucose levels and reverse oxidative stress in diabetic rats, the mechanism is unclear. In this study, we research the affect of EGB, EGB containing serum and oxidative stress on the proliferation and differentiation of BMSC by building oxidative stress and diabetic rat model. Using serum pharmacology methods to analyze the relationship of the active ingredient obtained at each time point of EGB containing serum and BMSC proliferation and differentiation. Focusing on the protein expression levels to explore the mechanisms EGB enhanced BMSC treatment of diabetes and possible communication with MAPKs signal transduction pathways, to improve the therapeutic effect of BMSC transplantation and seek therapeutic target for anti-oxidation in BMSC transplantation application provides a scientific basis.

糖尿病是严重危害人体健康的疾病，因胰岛素分泌不足或利用受阻引起血糖升高,慢性高血糖产生葡萄糖毒性作用,与糖尿病及其并发症的发生发展密切相关。课题组前期研究发现，BMSC在体外经过适当的诱导能够分化为胰岛样细胞并具有分泌胰岛素的功能，但BMSC移植后的低存活率影响其对糖尿病的治疗效果，而经银杏叶提取物(EGB)预先给予治疗后可提高BMSC移植的存活率，降低糖尿病大鼠血糖，其机制尚不清楚。本研究通过构建氧化应激和糖尿病大鼠模型，深入研究EGB、EGB含药血清和氧化应激对BMSC增殖分化为胰岛样细胞的影响；采用血清药理学方法，分析各时间点获得的EGB含药血清有效成分与BMSC增殖分化的关系；重点从蛋白质表达水平上探讨EGB抗氧化治疗增强BMSC治疗糖尿病的机制及与MAPKs信号转导通路的可能联系，为提高BMSC移植治疗效果寻求治疗靶点并为抗氧化在BMSC移植中的应用提供实验学依据。

糖尿病一直都是医学界难治的疾病，基于干细胞的再生医学研究为糖尿病治疗带来了希望，利用干细胞的自我复制和分化潜能来修复受损的细胞，恢复受损器官、组织的正常功能，然而机体内氧化应激严重地限制了干细胞在糖尿病治疗上的应用。本项目拟利用具有抗氧化功能的传统中药银杏叶提取物（EGB）改善糖尿病机体内微环境，为骨髓间充质干细胞（BMSC）移植创造良好的生存环境。本项目通过构建氧化应激细胞损伤和糖尿病大鼠模型，采用血清药理学方法制备EGB含药血清，研究发现EGB及其含药血清通过调控p38MAPK和JNK信号转导通路调节机体的氧化状态，抑制机体自由基和炎症因子的产生，为BMSC增殖分化提供良好的生存微环境，EGB对氧化应激导致的BMSC细胞损伤和凋亡起到一定的保护作用，并且EGB能够促进BMSC定向分化为胰岛样细胞；体内动物实验研究在细胞分子水平上进一步证明p38MAPK和JNK信号转导通路在EGB增强BMSC治疗糖尿病过程中发挥重要作用，通过分泌多种生物活性物质，改善细胞生存微环境，为BMSC 在体内迁移至胰腺并在靶器官分化为胰腺细胞提供保障，达到治疗糖尿病的目的。本研究为我国传统中药促进干细胞移植治疗糖尿病提供了新导向和理论依据，同时本项目的研发也更有利于进一步深层次、多角度研究中药的作用机制，为后续临床前研究奠定基础，经过临床前的进一步研究，必将产生较大的社会效益和经济效益。项目资助发表论文8篇，其中SCI论文6篇；培养研究生4名。项目投入直接经费18万元，支出14.611万元，各项支出基本与预算相符。剩余经费3.389万元，剩余经费计划用于本项目后期的实验拓展、参加学术交流和文章发表的版面费等方面。