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研究目的:观察人脐带间充质干细胞(hUCMSCs)对1型糖尿病小鼠骨组织结构、骨代谢标志物及骨组织相关基因表达的影响,探讨脐带间充质干细胞对1型糖尿病小鼠骨组织的保护作用。研究方法:选取健康雄性非肥胖糖尿病(NOD)6-8周龄小鼠28只,适应性饲养9周后,诊断为1型糖尿病的小鼠20只,未发病小鼠8只。随机选取18只分为空白组(n=6)、胰岛素组(n=6)、脐带间充质干细胞组(干细胞组,n=6),未发病的NOD小鼠随机选取6只作为对照组(正常组,n=6)。空白组:除正常饲养外无任何处理;胰岛素组:每日予适量甘精胰岛素皮下注射治疗;干细胞组:每日给予适量甘精胰岛素皮下注射,并于发病后第3天予以尾静脉注射hUCMSC 1×10^6(用0.3mlPBS悬起);正常组:同样正常饲养,无需注射其他药物,不进行特殊处理。分组后的实验动物共饲养8周。8周后对所有小鼠进行内眦静脉穿刺,取静脉血,获取血清,再用ELISA法进行检测,确定其中酸性磷酸酶含量。之后脱颈处死实验动物,取股骨进行后续实验。应用Micro-CT检查右侧股骨,确定股组织微观结构状况。准备10%乙二胺四乙酸,用其处理左侧股骨,进行脱钙,制成石蜡切片。给予上述切片碱性磷酸酶染色。对骨组织进行检测,应用RT-PCR法确定其中相关基因的表达水平。研究结果:与空白组小鼠比较,胰岛素组、干细胞组TRACP水平相对较低,与之对比差异显著(P<0.05)。较正常组,空白组、胰岛素组TRACP水平明显升高(P<0.05),干细胞组TRACP也升高(P=0.45)。干细胞组TRACP水平为13.26±0.91μg/ml,低于胰岛素组(15.17±0.89μg/ml),差异有统计学意义(P<0.05)。与正常组相比,胰岛素组与空白组的BMC、BMD、Calib.Tb.Th.3D、BV/TV、Tb.N减小,SMI、Calib.Tb.Sp.3D、BS/BV增大;与空白组相比,干细胞组及胰岛素组的BMC、BMD、Calib.Tb.Th.3D、BV/TV、Tb.N增大,SMI、Calib.Tb.Sp.3D、BS/BV减小(皆P<0.05)。股骨头连接处骨小梁数目,比较空白组,干细胞组、胰岛素组骨小梁数量增加,差异有统计学意义(P<0.05)。从骨组织切片ALP染色图中可见,空白组与正常组相比成骨细胞数目明显减少,干细胞组成骨细胞数目较正常组的减少,但多于胰岛素治疗组及空白组。与正常组相比,干细胞组、胰岛素组、空白组小鼠骨成骨相关基因RUNX2、OCN表达量均减少,与空白组相比,干细胞组、胰岛素组小鼠骨成骨相关基因RUNX2、OCN表达量均增加(皆P<0.05);比较正常组,空白组等其它组小鼠骨组织相关基因TRAP、PPAR-G相对表达量均增加,与空白组相比,干细胞组、胰岛素组TRAP、PPAR-G表达量均减少,差异均有统计学意义(P<0.05)。干细胞组RUNX2的相对表达量(0.70±0.15),高于胰岛素组(0.47±0.14),差异有统计学意义(P<0.05)。干细胞组PPAR-G相对表达量(1.60±0.42),低于胰岛素组(2.30±0.42),差异有统计学意义。研究结论:本研究中应用脐带间充质干细胞治疗方案可明显改善1型糖尿病小鼠血清抗酒石酸酸性磷酸酶(TRACP)水平及股骨结构,延缓骨质疏松发生,该作用可能通过上调RUNX2、OCN基因的表达及抑制TRAP、PPAR-G基因的表达,进而促进骨形成和抑制骨破坏介导。