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目的:探究间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)对小鼠1型糖尿病(type 1 diabetes mellitus,T1DM)的预防作用,为MSCs防治糖尿病提供新的理论与实验依据。方法:1、小鼠骨实质来源MSCs的分离培养与鉴定。取7日龄C57BL/6小鼠的股骨和胫骨,骨片法分离培养骨实质来源的MSCs,利用流式细胞术(fluorescence activated cell sorter,FACS)检测细胞表面标志物,进一步通过诱导MSCs向成骨细胞及脂肪细胞分化,检测其定向分化能力。2、MSCs对T1DM预防作用的实验研究。将实验小鼠随机分为4组,即对照组(NC组)、T1DM组、MSC预防组(P组)、MSC治疗组(C组)。其中T1DM组、P组和C组小鼠均按照50mg/kg剂量腹腔注射链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ)溶液,NC组则注射相同体积的柠檬酸钠缓冲液,连续注射5天。进一步在第一次注射STZ后第0.5天和第15天,分别对P组和C组小鼠尾静脉注射MSCs。每周检测小鼠体重和血糖变化,并且在第一次给药后的第56天,分离小鼠胰腺组织和肾脏组织,利用苏木精-伊红(hematoxylin-eosin staining,HE)染色、免疫组织化学、Masson染色等方法检测其病理学改变。3、MSCs对T1DM预防作用机制的初步探讨。在第一次STZ给药后的第10天和第56天,分别取小鼠脾脏和外周血,利用荧光定量PCR(quantitive real time polymerase chain reaction,q-PCR)检测脾脏组织中炎症因子TNF-α、IFN-γ的表达;ELISA法(enzyme-linked immunosorbent assay)检测外周血中炎症因子TNF-α、IFN-γ的表达水平。另外,分离脾脏淋巴细胞,利用FACS检测Th1(type 1helper T)淋巴细胞亚群比例的改变。结果:1、利用SPF级7日龄C57BL/6小鼠股骨及胫骨,成功分离培养获得骨实质来源的MSCs。其具有典型的长梭形细胞形态,FACS检测结果表明其高表达表面分子标志物CD29、CD90、Sca-1,不表达CD11b、CD31、CD34、CD45及MHCII。诱导MSCs向脂肪细胞分化,油红O染色结果显示,诱导组镜下可见大量红色脂滴,并高表达成脂关键转录因子PPAR-γ、C/EBP-α;诱导MSCs向成骨细胞分化,经碱性磷酸酶染色,结果可见,诱导组呈碱性磷酸酶染色强阳性,并高表达成骨细胞相关的Runx2、Osteocalcin基因,上述结果说明分离培养的MSCs具有向脂肪细胞和成骨细胞分化能力,证实我们分离培养的细胞是MSCs。2、MSCs对T1DM预防作用的研究结果表明,预防组(P组)和治疗组(C组)小鼠糖尿病典型的“三多一少”症状显著轻于T1DM组;P组体重高于T1DM组及C组(P<0.05)。首次注射STZ后第14天,P组血糖上升缓慢,显著低于T1DM组及C组(P<0.05);第35天,C组血糖呈下降趋势,低于T1DM组(P<0.05)。胰岛组织HE染色结果显示,P组小鼠胰岛损伤介于C组和T1DM组之间,而T1DM组小鼠的胰岛组织损伤最为严重;胰岛素免疫组化结果表明,P组胰岛面积和免疫组化累积光密度值介于C组和T1DM组之间,且显著大于T1DM组(P<0.05)。肾脏Masson染色结果表明,T1DM组肾脏病变程度显著高于P组和C组。q-PCR结果显示,P组纤维化相关基因CollagenⅠ和TGF-β1表达均显著低于T1DM组(P<0.05),上述结果提示MSC具有预防T1DM发生发展的作用。3、对MSC预防小鼠T1DM作用机制的初步探讨结果表明,q-PCR检测STZ给药后第10天及第56天P组小鼠脾脏组织炎症因子的表达,结果显示脾脏炎症因子IFN-γ和TNF-α表达水平均显著低于T1DM组(P<0.05)。ELISA法检测外周血这两种炎症因子的表达,结果表明P组外周血血清中IFN-γ和TNF-α的水平均显著低于T1DM组(P<0.05)。进一步采用FACS检测小鼠脾脏淋巴细胞Th1亚群的比例,结果显示,给药后第10天和第56天,P组Th1细胞比例均显著低于T1DM组。上述结果提示,MSCs通过抑制Th1细胞及炎症因子TNF-α和IFN-γ表达发挥延缓T1DM的作用。具体作用机制有待进一步深入探讨。结论:早期输注MSCs可有效延缓T1DM的发生发展,为深入研究MSC预防糖尿病的作用与机制提供新的理论与实验依据。