CN100353998C - 细胞因子与降血糖药物组合在制备治疗糖尿病药物中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种细胞因子与降血糖药物组合在制备治疗糖尿病药物中的应用，是在使用常规降血糖药物治疗糖尿病的基础上，联合骨髓造血干细胞动员剂-重组人粒细胞集落刺激因子(以下简称G-CSF)，为机体创造最佳生理条件下通过动员自身的骨髓干细胞体内胰岛部位原位移植实现对病损胰岛组织的修复，达到治疗糖尿病的目的。G-CSF与胰岛素联合应用疗效具有相互补偿作用，疗效更佳，不仅可以更好地降血糖，而且有利于胰岛的修复和再生，提高生存率和生存质量。
Description
1技术领域
本发明涉及一种制备治疗糖尿病药物的应用，具体地说是细胞因子联合降血糖药物在治疗糖尿病临床上的应用和制备治疗糖尿病药物方面的应用。
2、背景技术
糖尿病是难以治愈的自身免疫性疾病，临床上通常采用皮下注射胰岛素类降血糖药物来治疗，但其治疗效果并不理想，且很难阻止糖尿病进展和并发症的发生，患者需终生服药。
根据2000年第17届国际糖尿病大会调查的结果显示，全世界的糖尿病患者数已超过1.51亿，近几年来，各国糖尿病发病率大有不断上升的趋势。目前临床上治疗糖尿病主要有三种方式，第一种是最常用的皮下注射胰岛素来治疗I型及部分II型糖尿病，但是实践证明其治疗效果并不理想，很难阻止糖尿病并发症的发生及发展。第二种方法是在人体内植入胰岛β细胞或其替代物，这对于已经丧失胰岛细胞功能的糖尿病患者来说，是一个很吸引人的方法，但供者细胞来源不足及免疫排斥反应等限制了这种方法的应用。第三种方法是利用干细胞这一类具有多向分化潜能的细胞体外诱导分化为胰岛β细胞，并已经逐渐成为人们寻找胰岛β细胞替代物的新资源。
根据干细胞发育的阶段，可将其划分为胚胎干细胞(embryonic stem cell)和成体组织干细胞(adult stem cell)。由于胚胎干细胞来源于胚胎，伦理、道德约束甚至法律方面的限制是其研究和应用的最大障碍。因此，另一类干细胞一成体组织干细胞的研究受到了重视。成体组织干细胞是指存在于人和哺乳动物组织中，具有自我更新和一定分化潜能的不成熟细胞，其作用是更新生理性衰老死亡的细胞或组织受损时代偿性增生。
成体组织干细胞研究最多的是骨髓干细胞，骨髓干细胞(bone marrow stemcells)包括造血干细胞(hematopoietic stem cell)和间充质干细胞(mesenchymalstem cell)。造血干细胞可以分化为各种非造血组织，如骨骼肌、心肌、肝脏导管和血管内皮组织等。间充质细胞可以向骨、软骨、肌肉等分化。理论上推断，骨髓干细胞随血液在体内循环，遇有组织更新或再生的需求，便停留下来，本地化为组织干细胞，以补充或更新内源组织干细胞库，随后进入增殖和分化程序，成为成熟的组织细胞，表现出“横向分化”或可塑性。
已有研究表明移植的骨髓干细胞可以参与完好胰岛的自我更新，并增殖、转分化为有功能的胰岛β细胞，而且排除了发生细胞融合的可能，骨髓可能是成体胰腺干细胞的另一个隐居所，骨髓干细胞参与成体胰腺的再生，有望成为治疗I型和II型糖尿病的新举措。
应用干细胞移植对糖尿病进行细胞替代治疗首先要在体外将干细胞大量扩增，待细胞达到足够数量后，再诱导其分化为胰岛β细胞，但是包括胰腺多能干细胞在内的成体组织干细胞存在数量稀少、分离困难的问题；胰腺多能干细胞来源于胰腺导管上皮细胞，取材较为困难，对机体打击和损伤较大；另外，在糖尿病时，胰岛β细胞大量破坏而得不到足够补充，提示糖尿病自体来源的胰腺多能干细胞存在一定损害；同种异体胰腺多能干细胞同样面临着来源有限、获取困难的限制。因此，用胰腺多能干细胞体外扩增后进行诱导分化和移植来治疗糖尿病具有相当大的难度。而且干细胞移植的许多基本理论目前尚未解决，其临床研究应用仍面临重大挑战，首先通常成体组织干细胞含量极少，缺乏特异标志，选择哪种类型的细胞移植的获益最大，其次干细胞体外定向分化技术仍有很大的缺陷，再次干细胞移植过程中的细胞渗漏，移植细胞的纯度和数量，移植的位置和时机以及移植的安全性及免疫系统排斥等问题上仍受到一定的限制。
综上所述，采用自体骨髓干细胞动员治疗糖尿病，将能克服干细胞移植糖尿病治疗中存在的许多难以解决的问题。
3、发明内容
本发明的目的是在使用常规降血糖药物治疗小鼠糖尿病的基础上，联合骨髓造血干细胞动员剂-重组人粒细胞集落刺激因子(以下简称G-CSF)，为机体创造最佳生理条件下通过动员自身的骨髓干细胞体内胰岛部位原位移植实现对病损胰岛组织的修复，达到治疗糖尿病的目的。
细胞因子与降血糖药物组合在制备治疗糖尿病药物中的应用。
细胞因子与降血糖药物组合在制备治疗糖尿病药物中的应用，与降血糖药物联合应用的细胞因子包括下列一种或几种：重组人粒细胞集落刺激因子(G-CSF)、重组长效人粒细胞集落刺激因子(G-CSF)、糖基化重组人粒细胞集落刺激因子(G-CSF)、糖基化重组长效人粒细胞集落刺激因子(G-CSF)、干细胞因子(SCF)、血管内皮生长因子(VEGF)和白细胞介素(IL-11)等其药学上可接受的盐或溶剂化物。
与细胞因子联合应用的降血糖药物包括下列一种或几种：人胰岛素、重组人胰岛素、动物胰岛素、人胰岛素类似物、胰岛素样生长因子的各类制剂(包括速效、中效及长效)等其药学上可接受的盐或溶剂化物。
细胞因子和降血糖药物在制备治疗糖尿病药物的应用时可同时、先后或单独给予这两类药物。
细胞因子和降血糖药物在制备治疗糖尿病药物的应用时可任意组合这两类药物。
细胞因子包括其药学上可接受的赋形剂、缓释剂或载体。
降血糖药物包括其药学上可接受的赋形剂、缓释剂或载体。
本发明的研究采用G-CSF联合胰岛素治疗糖尿病，通过试验证明：采用G-CSF联合胰岛素治疗糖尿病治疗效果明显优于单独使用胰岛素治疗和单独使用G-CSF治疗。
所产生的积极效果是：(1)G-CSF具有促进胰岛修复、提高糖尿病小鼠生存质量及生存率的作用；(2)G-CSF与胰岛素联合应用疗效具有相互补偿作用，疗效更佳，不仅可以更好地降血糖，而且有利于胰岛的修复和再生，提高小鼠的生存率和生存质量。提示G-CSF和胰岛素联合应用将是一种值得关注的治疗方案，对于根治糖尿病新药的研制开发将有重要价值。
本发明的研究表明单纯使用G-CSF动员的自体骨髓干细胞在高血糖环境的影响下，不利于向胰岛β细胞分化，而与胰岛素联合则有利于干细胞向胰岛β细胞的分化及再生。G-CSF能够动员骨髓干细胞，刺激中性粒细胞的增殖及促进其发挥功能活性，具有免疫调节作用，与胰岛素联合治疗小鼠糖尿病，其修复作用是全面的，而且该种治疗是利用现有药物，以皮下注射的简便治疗途径即可实现动员骨髓干细胞的“自我移植”，方法简单易行，安全有效，且无创伤性，无须对干细胞进行分离、采集与再输注，亦无异体造血干细胞移植所面临的干细胞来源困难，和存在免疫排斥反应等诸多问题，其临床应用前景更优。
本发明优先采用G-CSF与胰岛素联合治疗小鼠糖尿病，连续治疗60天，取得较好的效果。国内外文献尚未见G-CSF与胰岛素合用治疗糖尿病的报道，此方法有望成为一种根治糖尿病的新方法。
4、实施方式
本发明的试验中优选使用的细胞因子是：重组人粒细胞集落刺激因子G-CSF，优选使用的降血糖药物是：中效重组人胰岛素。
取雌性BALB/C小鼠，体重22-24g，随机分为(1)正常对照组(健康小鼠)；(2)糖尿病模型组(腹腔注射链脲菌素250-300mg/kg)；(3)胰岛素治疗组(每日上午皮下注射中效胰岛素2IU/kg)；(4)G-CSF治疗组(每日下午皮下注射G-CSF 20ug/kg)；(5)胰岛素加G-CSF治疗组，每日上午皮下注射中效胰岛素2IU/kg，每日下午皮下注射G-CSF 20ug/kg，每组9支小鼠，连续治疗60天。
试验结果
1.糖尿病模型：
正常小鼠注射链脲佐菌素后，第6-9天起，血糖和尿糖持续升高，小鼠一般状况较差，体质瘦弱，不活泼，皮毛稀疏，尿多，成模后40天时已全部死亡。病理切片结果显示糖尿病模型组小鼠胰岛细胞损伤情况严重，出现胰岛细胞离散现象，胰岛内有较大空虚区域，胰岛结构受到破坏；脾脏较小，造模后30天其大小约为正常对照组小鼠的1/2。
2.使用胰岛素单独治疗糖尿病鼠的疗效观察：
胰岛素是I型糖尿病的常规用药，我们在观察G-CSF对糖尿病的治疗之前，首先观察了胰岛素对所建糖尿病鼠的治疗疗效果，并以此作为对照。糖尿病小鼠每天用胰岛素治疗后，尿量减少，体重增加，尿糖明显下降，空腹血糖有所下降，成活率较模型组明显提高，治疗60后天成活率为67％，但是一般状况较差，与正常组比较小鼠不够活泼，餐后血糖下降不明显。病理切片结果显示小鼠胰岛细胞损伤情况与模型组比较没有明显改善，CD34+细胞及胰岛素免疫组织化学实验显色结果为阴性，脾脏较小。说明胰岛素单独治疗尽管可以降血糖，对生存率有所提高，但对胰岛的修复没有明显作用，生存质量较差。
3.使用G-CSF单独治疗糖尿病鼠的疗效观察：
糖尿病小鼠每天应用G-CSF治疗后，一般状况良好，活泼好动，皮毛光泽，空腹血糖有明显下降，体重增加，治疗60后天成活率达100％，脾脏形态基本正常。病理切片结果显示小鼠胰岛细胞损伤情况有所修复。但是小鼠尿量仍然较多，尿糖、餐后血糖下降不明显。说明尽管细胞因子G-CSF在降血糖方面不如胰岛素，但它可促进胰岛修复，小鼠的生存质量和长期生存率大大提高，显示细胞因子G-CSF在糖尿病治疗方面的潜能。
4.G-CSF和胰岛素联合治疗糖尿病鼠的疗效观察：
G-CSF和胰岛素治疗联合治疗糖尿病鼠后，发现二者有互补作用，小鼠不仅血糖、尿糖明显降低，而且小鼠健康活泼，皮毛光泽，尿少，体重增加，治疗60天后成活率100％，脾脏形态基本正常。更加可喜的是病理切片结果显示小鼠胰岛细胞损伤明显修复，免疫组织化学显色结果表明胰岛内有CD34+细胞侵润并且分化为胰岛素分泌阳性细胞。提示细胞因子G-CSF和胰岛素联合治疗糖尿病，不仅可以降血糖，而且有利于胰岛的修复，将是一种值得关注的治疗方案。
实施例：可采用的治疗方案可以是：
一、细胞因子和降血糖药物在制备治疗糖尿病药物的应用时，可同时、先后或单独给予这两类药物，治疗剂量及时间可根据治疗效果调整。
1、每日同时注射中效人胰岛素2IU/kg与重组长效人粒细胞集落刺激因子G-CSF 20ug/kg。
2、每日上午注射重组长效人粒细胞集落刺激因子G-CSF 20ug/kg，下午注射胰岛素样生长因子2IU/kg。
3、第一天注射长效重组人胰岛素2IU/kg，第二天注射长效重组长效人粒细胞集落刺激因子G-CSF 20ug/kg。
4、第一天注射重组长效人粒细胞集落刺激因子G-CSF 20ug/kg，第二天注射中效动物胰岛素2IU/kg。
二、细胞因子和降血糖药物在制备治疗糖尿病药物的应用时可任意组合这两类药物，治疗剂量及时间可根据治疗效果调整。
1、每日上午注射中效人胰岛素2IU/kg，下午注射重组人粒细胞集落刺激因子G-CSF 20ug/kg加干细胞因子SCF20ug/kg。
2、每日三餐前注射速效胰岛素1IU/kg，每日上午注射糖基化重组人粒细胞集落刺激因子G-CSF20ug/kg。
3、第一天注射长效胰岛素2IU/kg，第二天注射重组长效人粒细胞集落刺激因子G-CSF20ug/kg。
4、每日上午注射中效人胰岛素2IU/kg，下午注射糖基化重组人粒细胞集落刺激因子G-CSF 20ug/kg加SCF20ug/kg。
5、每日上午注射中效重组人胰岛素2IU/kg，下午注射重组长效人粒细胞集落刺激因子G-CSF 20ug/kg加白细胞介素IL-11 20ug/kg。
6、每日上午注射中效动物胰岛素2IU/kg，下午注射重组人粒细胞集落刺激因子G-CSF 20ug/kg加血管内皮生长因子VEGF5ug/kg。
7、每日上午注射胰岛素样生长因子2IU/kg，每日下午注射糖基化重组人粒细胞集落刺激因子G-CSF 20ug/kg。
8、第一天注射速效人胰岛素类似物1IU/kg加长效胰岛素2IU/kg，第二天注射重组长效人粒细胞集落刺激因子G-CSF 20ug/kg。
通过上述研究证明：
1.各种细胞因子均具有促进胰岛修复、提高糖尿病小鼠生存质量及生存率的作用。
2.各种细胞因子与不同种类胰岛素联合应用在治疗过程鐘均具有相互补偿作用和提高治疗效果。不仅可以更好地降血糖，而且有利于胰岛的修复和再生，提高小鼠的生存率和生存质量。提示细胞因子F和胰岛素联合应用将是一种值得关注的治疗方案，对糖尿病的治疗有重要价值，同时是研究制备根治糖尿病新药的基础。
Claims (7)
1、骨髓干细胞动员剂与降血糖药物组合在制备治疗糖尿病药物中的应用。
2、根据权利要求1所述的骨髓干细胞动员剂与降血糖药物组合在制备治疗糖尿病药物中的应用，其特征在于与降血糖药物联合应用的骨髓干细胞动员剂包括下列一种或几种：重组人粒细胞集落刺激因子、重组长效人粒细胞集落刺激因子、糖基化重组人粒细胞集落刺激因子、糖基化重组长效人粒细胞集落刺激因子、干细胞因子、白细胞介素的各类制剂及其药学上可接受的盐或溶剂化物。
3、根据权利要求1所述的骨髓干细胞动员剂与降血糖药物组合在制备治疗糖尿病药物中的应用，其特征在于与骨髓干细胞动员剂联合应用的降血糖药物包括下列一种或几种：人胰岛素、重组人胰岛素、动物胰岛素、人胰岛素类似物、胰岛素样生长因子的各类制剂及其药学上可接受的盐或溶剂化物。
4、根据权利要求1所述的骨髓干细胞动员剂与降血糖药物组合在制备治疗糖尿病药物中的应用，其特征在于骨髓干细胞动员剂和降血糖药物在联合治疗糖尿病时同时先后或单独给予这两类药物。
5、根据权利要求1所述的骨髓干细胞动员剂与降血糖药物组合在制备治疗糖尿病药物中的应用，其特征在于骨髓干细胞动员剂和降血糖药物在联合治疗糖尿病时任意组合这两类药物。
6、根据权利要求1所述的骨髓干细胞动员剂与降血糖药物组合在制备治疗糖尿病药物中的应用，其特征在于骨髓干细胞动员剂包括权利要求2所述骨髓干细胞动员剂及其药学上可接受的赋形剂、缓释剂或载体。
7、根据权利要求1所述的骨髓干细胞动员剂与降血糖药物组合在制备治疗糖尿病药物中的应用，其特征在于降血糖药物包括权利要求3所述降血糖药物及其药学上可接受的赋形剂、缓释剂或载体。
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