脾对胰岛细胞影响的研究进展 黄永成 陈银玲 付俞贺 张晓溪摘要 国内外研究表明创伤患者脾切除术后患2型糖尿病的长期风险明显增加。因此该文结合团队近期研究成果，探讨了脾脏与胰岛损伤、胰岛素抵抗之间的关系，及其通过炎症细胞因子的介导，参与胰岛损伤与修复、胰岛素抵抗的保护以及糖尿病发病的相关性。与此同时，探讨了脾脏的间质干细胞对胰岛细胞的再生及修复及其在糖尿病治疗中的巨大潜能， 以及脾脏作为胰岛移植理想部位的可能性。关键词 脾;胰岛B细胞;炎症;免疫;再生;糖尿病;间充质干细胞;胰岛移植 R587.2 A 1672-4062（2019）01（b）-0195-04Abstract Studies at home and abroad have shown that the long-term risk of type 2 diabetes after splenectomy in trauma patients is significantly increased. Therefore， this paper combines the recent research results of the team to explore the relationship between spleen and islet injury， insulin resistance， and its involvement in islet injury and repair， insulin resistance protection and diabetes mellitus through mediated inflammatory cytokines. At the same time， we explored the regeneration and repair of islet cells by spleen mesenchymal stem cells and their potential in the treatment of diabetes， and the possibility of spleen as an ideal part of islet transplantation.Key words Spleen; Islet B cells; Inflammation; Immunity; Regeneration; Diabetes; Mesenchymal stem cells; Islet transplantation脾脏在临床中一直被认为是免疫器官，通过其连接先天和适应性免疫的能力，对体内免疫平衡起重要调节作用，从而预防机体感染1。然而脾切除术一直是创伤性脾脏损伤伴低血压的患者以及部分胰腺炎的患者中常用的手术。之前Eric J. Ley等人2对创伤性脾切除的患者进行了长期随访调查，并发现创伤性脾切除与平均血糖水平升高存在一定的关系。而Wu SC， CY Fu等人3以台湾省人口为基础，对行脾切除術的患者进行罹患2型糖尿病（T2DM）的风险评估，发现创伤患者脾切除与术后T2DM的长期风险增加有关。由此可见，脾脏可能与胰岛功能有一定联系，而目前缺乏关于脾脏对胰岛B细胞之间相互关系的描述，脾脏对胰岛细胞保护再生的作用机制未明。该文旨在探讨两者可能存在的相关性。1 胰岛细胞与脾源调节性T细胞的关系众所周知，糖尿病是由于胰岛细胞团中胰岛B细胞分泌胰岛素相对或绝对缺乏而引起的机体糖代谢紊乱以及血中葡萄糖水平异常升高的疾病4。但是临床工作中发现即使在给予糖尿病病人足够的血糖监控以及胰岛素来控制血糖，糖尿病并发症依旧会或早或晚的发生。如果糖尿病仅仅是因为胰岛素的分泌不足导致，那么在普遍使用胰岛素的今天，同样无法解释糖尿病至今仍未完全攻克的疑问。另一方面糖尿病领域相关研究提出，调节性T细胞介导的免疫抑制可能是糖尿病自身耐受和免疫调节机制的关键。Treg和效应T细胞（Teff）之间的不平衡是糖尿病中胰岛B细胞破坏的原因之一，这种破坏是由于自我耐受的破坏造成的5。研究发现T2DM患者和糖尿病合并症患者免疫抑制性CD4+CD25+Foxp3+Treg细胞减少，IL-10、TGF-和TNF-蛋白氨化增加6。T1DM患者血清TNF-水平显著升高，并且TNF-水平与患者的年龄、病程和种族存在显著相关7。进一步说明了糖尿病合并症的存在对受损的免疫抑制有影响。免疫和代谢平衡之间存在着明显的相互作用。近期通过人胰淀素（human amylin， HA）诱导脾源调节性T细胞发现在经过HA处理的小鼠中，脾细胞CD4+Foxp3+Treg增加，转化生长因子-（TGF-）和Toll样受体4（TLR-4）表达上调8。由此考虑HA可能通过诱导脾源CD4+Foxp3+Treg来调节免疫，从而延缓自身免疫性糖尿病的发展，这个发现不仅为改善自身免疫状况提供了新的方法，同样提示胰岛内分泌与脾脏的相互调控在糖尿病发生发展中扮演重要角色。2 胰岛细胞及胰岛素抵抗与炎症的关系相关研究表明，炎症作为介质，在胰岛素抵抗与T2DM发展中扮演着重要角色9-12。炎症不仅能增加急性期反应物的标志物数量，还能提高炎症介质水平，这些都与T2DM发生有相关性13。此外，一些参与肥胖诱导T2DM形成机制的促炎细胞因子，可以损害胰岛素信号传导或者改变胰岛B细胞的功能。免疫细胞释放的大量炎症因子TNF-，IL-1b，IL-6，单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）等阻断了胰岛素受体信号传导（IRS）转导通路，导致IRS磷酸化异常，胰岛素受体结合能力失调，进而破坏胰岛素信号传导9。另一方面，胰岛B细胞衰竭同时伴随胰岛素抵抗也是T2DM发展的一个关键因素。由于细胞因子诱导的多个级联导致炎性细胞因子和细胞死亡信号的进一步产生，导致胰岛B细胞功能障碍并最终死亡。最重要的是，T2DM是一种促炎状态，胰岛B细胞死亡的最终共同途径是由细胞因子决定的。因此，减少炎症反应是治疗和改善T2D的关键步骤14-16。3 脾臟对胰岛细胞炎症反应的调节与保护临床资料及实验研究显示，脾脏与胰岛内分泌功能关系密切。有文献分析指出，胰腺切除手术中，胰腺切除的同时是否保留脾脏与术后患者糖尿病发生率显著相关17，慢性胰腺炎中仅切除胰腺的患者，其糖尿病发生率显著低于部分胰腺合并脾切除患者18。可见脾脏在胰岛损伤中起保护作用，而这种保护方式很有可能是通过脾脏分泌的淋巴细胞以及细胞因子对胰岛损伤进行调节。脾脏作为体内最大的次级免疫器官，含有高达全身15%的固定巨噬细胞，大量的T淋巴细胞和自然杀伤细胞（NK细胞），同时在临界状态下产生各种细胞因子19。关于脾脏来源的炎症相关细胞因子与糖尿病之间关系的报道很多，例如白细胞介素（IL）-10，是一种有效的抗炎细胞因子，在急性胰腺炎期间释放后通过下调促炎介质的释放来限制炎症反应，Gotoh K20通过研究发现脾脏来源的IL-10可以阻止非酒精性脂肪性胰腺疾病（NAFPD）的发展，而Harrington等人21也发现脾脏来源的IL-10可以改善高脂饮食诱导的肥胖，同时改善了高脂饮食诱导的非酒精性脂肪性胰腺疾病的抗炎状态。Wu L等人22研究内脏白色脂肪组织（VAT）中的固有B细胞，在饮食诱导的肥胖（DIO）、腹腔及脾脏中分别有对应关系。通过实验发现IL-10可介导脾脏来源的固有B细胞，在饮食肥胖（DIO）诱导的胰岛素抵抗保护作用中起主导作用22。而在新生儿中发现Th1细胞可异常上调IL-4Ra/IL-13Ra1异型受体（HR），通过IL-4和IL-13发出信号引起炎症细胞死亡23。与此同时，脾脏中的各种B细胞亚群可以表达多种TLR，并且通过这种TLR的信号传导可以大量增殖和分泌抗体及相关的抗炎因子24。4 脾脏与胰岛细胞的再生修复及移植脾脏可能也参与了胰岛细胞的再生，胚胎发生过程中，胰腺的发育是胰原基细胞从导管中迁移，同时分化成簇，在管道相邻的间充质中形成胰岛之后继续分化形成25，而脾脏作为体内最大的次级免疫器官，它的发育在胚胎学上类似于胰腺，与胰腺有着非常密切的发展关系，脾脏间充质在发育的早期是从胰腺间充质中萌芽出来26。大量的动物实验表明，脾脏与胰岛细胞再生之间的关系。Rosenberg L.等人发现PDX-1 +前体细胞可在胰管或胰腺以及其他部位（例如：肝，脾等）发育为分泌胰岛素的B细胞27-30。Kodama等人31-32给予患有糖尿病的NOD小鼠经过紫外线照射后的成年小鼠供体脾细胞，逆转了NOD小鼠的糖尿病，推测脾细胞含有与胰岛细胞再生相关的干细胞群。之后他们通过Hox-11的持续表达发现成年小鼠的脾脏含有假定的间充质干细胞群，证明了之前的假设。随后Robertson SA， Rowan-Hull AM等人30运用禽类体外胰腺发育模式，排除存在于脾脏中胰岛上皮细胞的影响，指出脾脏间充质干细胞可以分化成胰岛生成细胞，这种特异性这被定义为发展伴随TLX1（HOX11）表达的独特谱系，然而，关于B细胞复制和新生的讨论从未停止。Dor等人33研究发现胰岛再生的关键并不是胰岛的新生，而是现有成体B细胞的增殖。此外，B细胞复制是人类出生后B细胞团扩增的主要机制。之后YIN D， TAO J，等人34在STZ诱导的C57BL / 6糖尿病小鼠的单侧肾囊上进行胰岛移植，恢复了糖尿病小鼠的正常血糖，但是Yin并不能证明血糖的恢复是由脾细胞直接形成胰岛B细胞而产生的。之后Park S， SM Hong等人35将小鼠的90%胰腺切除并行全脾切除术，之后将脾细胞重新注射入胰腺及全脾切除小鼠体内，发现小鼠的胰岛细胞簇较未注射组生存率提高，表明尽管脾细胞对胰岛素缺乏的T2DM大鼠的B细胞再生并不重要，但在B细胞新生中同样起重要作用。近期Itoh T， Nishinakamura H等人36对链脲佐菌素（STZ）诱导的C57BL/6糖尿病小鼠行同基因胰岛移植到门静脉（PV）、肾胶囊（KC）下方及脾脏（SP）3个部位进行对比，发现相对其他部位，移植脾脏不仅减轻了炎症反应，同时改善了移植胰岛面积的扩张，表明脾脏是替代胰岛移植位点的理想候选者。综上所述，脾与胰岛的关系在功能上是复杂的。同时，我们不难看出脾脏与胰岛损伤、胰岛素抵抗之间的关系是密不可分的，更多的资料显示了脾通过炎症细胞因子的介导参与了胰岛损伤与修复、胰岛素抵抗的保护机制、糖尿病发病进展等作用。特别是脾含有的间充质干细胞群的独特潜力，虽然对恢复胰岛功能的机制仍需讨论，但其有助于受损组织的修复，在治疗自身免疫性疾病方面不失为一种新方法。而脾作为胰岛移植的理想部位，有望成为胰岛功能恢复的新希望，为其在糖尿病的治疗开辟了新途径。参考文献1 Dameshek W. HypersplenismJ. Bull N Y Acad Med， 1955， 31（2）：113.2 Ley E J， Singer M B， Clond M A， et al. Long-term effect of trauma splenectomy on blood glucoseJ. Journal of Surgical Research， 2012， 172（2）：201-201.3 Wu SC， CY Fu， CH Muo，et al.Splenectomy in trauma patients is associated with an increased risk of postoperative type II diabetes： a nationwide population-based study. Am J