Вплив трансплантації культур клітин підшлункової залози і стовбурових клітин на патогенез експериментального цукрового діабету

5. Після дворазової трансплантації культури клітин підшлункової залози і трансплантації гемопоетичних стовбурових клітин рівень тригліцеридів зменшується відповідно в 2,0 рази і 2,4 рази, загального холестерину - в 1,3 рази і 1,5 рази, холестерину ЛПНЩ - в 1,3 рази і 2,3 рази, індексу атерогенності - в 2,2 рази і 3,2 рази, а рівень холестерину ЛПВЩ збільшується в обох групах в 1,4 рази у порівнянні із тваринами з цукровим діабетом, яким трансплантацію не виконували. Трансплантація культури стовбурових клітин призводить до найбільш вираженої корекції дисліпідемії. Після виконання цього виду трансплантації рівні тригліцеридів, загального холестерину і холестерину ЛПВЩ достовірно не відрізняються від рівня інтактних тварин.

6. Трансплантації усіх використаних видів клітинних культур гальмують розвиток діабетичної мікроангіопатії. Наприкінці експерименту у тварин з дворазовою трансплантацією культури клітин підшлункової залози і гемопоетичних стовбурових клітин відносна товщина стінки прекапілярних артеріол серця була в 1,3 рази і 1,4 рази менше, стінки артеріол - в 1,2 рази і 1,3 рази менше, дрібних артерій - в 1,2 рази і 1,5 разів менше, відповідно, ніж у тварин без трансплантації. Введення клітин підшлункової залози призвело до неповного гальмування розвитку мікроангіопатії. Після дворазової трансплантації абсолютна і відносна товщина дрібних артерій і відносна товщина артеріол залишились більшими в 1,1 рази, ніж перед трансплантацією на 30 добу, інші показники достовірно не збільшились. Трансплантація культури стовбурових гемопоетичних клітин призводить до повного зупинення розвитку мікроангіопатії, усі показники достовірно не збільшились у порівнянні з даними на 30 добу, а абсолютна товщина стінки артеріол зменшилась в 1,2 рази.

7. Одержані результати є експериментальним обґрунтовуванням доцільності застосування трансплантації культур клітин підшлункової залози і стовбурових гемопоетичних клітин для корекції перебігу інсулін-залежного цукрового діабету.

Список наукових праць, опублікованих за темою дисертації

1. Єльський В.М., Селезньова О.В., Зінкович І.І., Федорова А.О. Вплив трансплантації клітинних культур на виразність діабетичної дисліпідемії // Ендокринологія.-2006.-Т.11, №2.-С.175-180. (Здобувачка вивчила зміни показників ліпідного обміну. Спільно з співавторами виконано обговорення результатів і формулювання висновків).

2. Єльський В.М., Селезньова О.В., Зінкович І.І. Вплив трансплантації клітинних культур на вираженість діабетичної мікроангіопатії в експерименті // Клін. експерим. патологія.-2007.-Т.6, №1.-С.40-46. (Здобувачкою проведено морфометричний аналіз товщини стінок судин, обробка результатів. Спільно з співавторами виконано обговорення результатів і формулювання висновків).

3. Єльський В.М., Зінкович І.І., Селезньова О.В. Вплив трансплантації клітинних культур на основні показники вуглеводного обміну при експериментальному цукровому діабеті // Ендокринологія.-2007.-Т.12, №2.-С.276-286. (Здобувачка вивчила зміни показників вуглеводного обміну. Спільно з співавторами виконано обговорення результатів і формулювання висновків).

4. Єльський В.М., Селезньова О.В. Динаміка морфологічних змін у підшлунковій залозі тварин з експериментальним цукровим діабетом після трансплантації клітинних культур // Загальна патологія та патологічна фізіологія.-2007.-Т.2, №2.-С.72-75. (Здобувачкою виконано морфометричний аналіз підшлункової залози, обробка результатів і їх аналіз. Спільно з співавтором виконано обговорення результатів і формулювання висновків).

5. Єльський В.М., Селезньова О.В., Зінкович І.І. Вплив трансплантації клітинних культур на стан острівкового апарата пацюків з експериментальним цукровим діабетом // Патологія.-2006.-Т.3, №2.-С.43-49. (Здобувачкою виконано морфометричний аналіз підшлункової залози. Спільно з співавторами виконано обговорення результатів і формулювання висновків).

6. Селезнева Е.В. Современные представления о морфогенезе и регенерации островкового аппарата поджелудочной железы // Вестник неотложной и восстановительной медицины.-2005.-Т.6, №1.-С.151-154.

7. Селезнева Е.В., Зинкович И.И. Влияние трансплантации культуры островковых клеток поджелудочной железы на течение экспериментального сахарного диабета у крыс // Мат. конф. “Гомеостаз: физиология, патология, фармакология и клиника”.-2005.-Одеса.-С.206-209. (Здобувачкою виконано морфометричний аналіз підшлункової залози і стінок артеріальних судин серця. Спільно з співавтором виконано формулювання висновків).

8. Ельский В.Н., Зинкович И.И.., Селезнева Е.В. Состояние основных показателей жирового обмена у животных с экспериментальным сахарным диабетом после трансплантации культуры островковых клеток поджелудочной железы // Фізіол. журн.-2006.-Т.52, №2.-С.122. (Здобувачка вивчила зміни показників ліпідного обміну. Спільно з співавторами виконано формулювання висновків).

9. Селезнева Е.В. Влияние трансплантации стволовых клеток на регенерацию панкреатических островков // Проблемы, достижения и перспективы развития медико-биологических наук и практического здравоохранения.-2006.-Т.142, №3.-С.248.

10. Селезнева Е.В., Зинкович И.И. Эффект трансплантации культуры островковых клеток поджелудочной железы на течение экспериментального сахарного диабета // Мат. наук.-практ. конференції “IV читання ім.В.В.Підвисоцького”.-2005.-Одеса.-С.88-89. (Здобувачка вивчила зміни показників вуглеводного і ліпідного обміну. Спільно з співавтором виконано формулювання висновків).

11. Селезнева Е.В. Связь биохимических и морфологических показателей после трансплантации культуры клеток поджелудочной железы у крыс с аллоксановым диабетом // Мат. IX Українського біохім. з'їзду.-2006.-Т.2.-С.146.

12. Зінкович І.І., Єльський В.М., Селезньова О.В. Ступінь корекції діабетичної дисліпідемії при експериментальному цукровому діабеті після трансплантації культур клітин підшлункової залози // Ендокринологія.-2007.-Т.12 (додаток).-С.80. (Здобувачка вивчила зміни показників ліпідного обміну. Спільно з співавторами виконано формулювання висновків).

13. Зінкович І.І., Селезньова О.В. Вплив трансплантації клітинних культур на розвиток діабетичної мікроангіопатії // “VI читання ім. В.В. Підвисоцького”: Бюлетень матеріалів наук. Конференції (31 травня - 1 червня 2007 р).-Одеса.-2007.-С.66-67. (Здобувачкою виконано морфометричний аналіз товщини стінок судин. Спільно з співавтором виконано формулювання висновків).

Анотації

Селезньова О.В. Вплив трансплантації культур клітин підшлункової залози і стовбурових клітин на патогенез експериментального цукрового діабету. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 14.03.04 - патологічна фізіологія. - Луганський державний медичний університет. - Луганськ, 2008.

Дисертаційна робота присвячена удосконаленню знань про вплив трансплантації культур клітин підшлункової залози й стовбурових гемопоетичних клітин на патогенез експериментального алоксанового цукрового діабету у щурів. Вивчені особливості вуглеводного, жирового обміну, морфологічних змін в ендокринній частині підшлункової залози, вираженості діабетичної мікроангіопатії після трансплантації. Встановлено, що внутрішньочеревна трансплантація цих культур призводить до поліпшення всіх досліджених показників: зниженню рівня гіперглікемії та дисліпідемії, підвищенню рівня інсуліну, гальмуванню розвитку мікроангіопатії. Основою цих змін є прискорення регенерації ендокринної тканини підшлункової залози, що відбивається зростанням питомого об'єму острівкової тканини і кількості клітин, що синтезують інсулін. Також показано, що механізми впливу є різними для вивчених культур. Отримані результати є експериментальним обґрунтовуванням доцільності застосування трансплантації зазначених культур клітин для корекції перебігу інсулін-залежного цукрового діабету.

Ключові слова: цукровий діабет, клітинні культури, стовбурові клітини, трансплантація, патогенез.

Аннотация

Селезнева Е.В. Влияние трансплантации культур клеток поджелудочной железы и стволовых клеток на патогенез экспериментального сахарного диабета. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 14.03.04 - патологическая физиология. - Луганский государственный медицинский университет. - Луганск, 2008.

Работа посвящена усовершенствованию знаний о влиянии трансплантации клеточных культур поджелудочной железы и стволовых гемопоэтических на патогенез экспериментального сахарного диабета. Изучены особенности углеводного, липидного обмена, морфологических изменений в эндокринной части поджелудочной железы, выраженность диабетической микроангиопатии после трансплантации.

Установлено, что трансплантация культуры аллогенных гемопоэтических стволовых клеток и трансплантация ксеногенной клеточной культуры поджелудочной железы (живой и разрушенной) приводят к коррекции всех изученных показателей, отражающих тяжесть течения сахарного диабета. Наиболее эффективными на конец эксперимента оказались трансплантация культуры стволовых клеток и двукратная трансплантация живой культуры островковых клеток поджелудочной железы.

На 40 день после двукратной трансплантации культуры клеток поджелудочной железы и стволовых клеток уровень инсулина вырос в 11 и в 16 раз, соответственно, а уровень гипергликемии снизился в 1,6 раз і 1,7 раз, соответственно. По сравнению с группой без трансплантации наблюдалось увеличение удельного объема островковой ткани в 3,2 раза и в 5 раз, соответственно, а количество инсулин-продуцирующих клеток на единицу площади увеличилось в 4,1 раз и 6,2 раз, соответственно.

В условиях экспериментального сахарного диабета некоторые ацинарные экзокринные и протоковые клетки приобретают способность синтезировать инсулин. На 30 день аллоксанового диабета среднее количество кластеров, сформировавшихся из ацинарных экзокринных клеток, которые приобрели способность продуцировать инсулин, на 10 мм² среза составило 2,96±0,59, а среднее количество клеток в кластере было 4,42±0,51. В группе интактных животных такие кластеры отсутствовали. После трансплантации клеточных культур среднее количество таких кластеров на единицу площади железы достоверно не отличалось от такового у животных без трансплантации.

После двукратной трансплантации культуры клеток поджелудочной железы и однократной стволовых гемоэтических клеток уровень триглицеридов снизился соответственно в 2,0 раза и 2,4 раза, общего холестерина - в 1,3 раза и 1,5 раза, холестерина ЛПНЩ - в 1,3 раза и 2,3 раза, индекс атерогенности - в 2,2 раза и 3,2 раза, а уровень холестерина ЛПВЩ в обоих группах вырос в 1,4 раза по сравнению с животными без трансплантации. Трансплантация культуры стволовых клеток приводит к наиболее выраженной коррекции дислипидемии. В результате данного вида трансплантации уровень триглицеридов, общего холестерина и холестерина ЛПВЩ достоверно не отличались от показателей интактных животных.

Трансплантации всех видов клеточных культур приостанавливают развитие диабетической микроангиопатии. В конце эксперимента после двукратной трансплантации культуры клеток поджелудочной железы и стволовых гемопоэтических клеток относительная толщина стенки: прекапилярных артериол сердца была в 1,3 раза и 1,4 раза меньше, артериол - в 1,2 раза і 1,3 раза меньше, мелких артерий - в 1,2 раза и 1,5 раз меньше, соответственно, чем у животных без трансплантации. Введение клеточной культуры поджелудочной железы привело к значительной приостановке развития микроангиопатии. После двукратной трансплантации только абсолютная и относительная толщина мелких артерий и относительная толщина артериол были в 1,1 раз больше по сравнению с данными перед трансплантацией, остальные показатели достоверно не увеличились. Трансплантация культуры стволовых гемопоэтических клеток приводит к полной остановке развития микроангиопатии, все показатели достоверно не увеличились по сравнению с данными перед трансплантацией, а абсолютная толщина стенки артериол уменьшилась в 1,2 раз.

Полученные результаты являются экспериментальным обоснованием целесообразности применения трансплантации культур клеток поджелудочной железы и стволовых гемопоэтических для коррекции течения инсулин-зависимого сахарного диабета.

Ключевые слова: сахарный диабет, клеточные культуры, стволовые клетки, трансплантация, патогенез.

The summary

Seleznyova O.V. Influence of pancreatic islet and stem cell cultures' transplantation on pathogenesis of experimental diabetes mellitus. - Manuscript.

Thesis for a candidate degree of biological sciences on speciality 14.03.04 - pathological physiology. - Lugansk State Medical University. - Lugansk, 2008.

The thesis is devoted to evaluation of an influence of pancreatic islet and stem cell cultures' transplantation on pathogenesis of an experimental diabetes mellitus in rats. It was found peculiarities of carbohydrates and lipids metabolism, changes in morphology of endocrine part of pancreas and diabetic microangiopathy severity after cell transplantation. It's stated that intraperitoneal transplantation of mentioned cultures' leads to improving of all investigated data: decreasing of hyperglycemia and dislipidemia, increasing of insulin level, inhibiting of microangiopathy progress. The basis of these changes is acceleration of endocrine pancreas tissue regeneration that appears as elevation of specific volume of islet tissue and number of insulin-producing cells. It was shown that mechanisms of investigated cell cultures influence are different. The obtained results are experimental foundation for usage of cell cultures' transplantation for treatment of insulin-dependent diabetes mellitus.

Key words: diabetes mellitus, cell culture, stem cells, transplantation, pathogenesis.

Перелік умовних скорочень

ВООЗ - Всесвітня Організація Охорони Здоров'я

ГЛЮТ - глюкозний транспортер

ДНК - дезоксирибонуклеїнова кислота

ЗХ - загальний холестерин

ІА - індекс атерогенності

ІЗЦД - інсулінозалежний цукровий діабет

ІНЦД - інсулінонезалежний цукровий діабет

ІСК - клітини, що синтезують інсулін

ЛПВЩ - ліпопротеїди високої щільності

ЛПДНЩ - ліпопротеїди дуже низької щільності

ЛПНЩ - ліпопротеїди низької щільності

ЛФ - лужна фосфатаза

мРНК - матрична рибонуклеїнова кислота

ПШЗ підшлункова залоза

ТГ - тригліцериди

ЦД - цукровий діабет

ЦК - цитокератин

DAPI- 4',6-діаміно-2-феніліндолдігідрохлорід

FITC - флуоресцину ізотіоціанат

PCNA - ядерний антиген клітин, що проліферують

PE - фікоеритрин