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【目的】采用基因重编程的方法探讨体外条件下转录因子Pax4对Pdx1、MafA及Ngn3共同体诱导人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells,HuMSCs)向胰岛素阳性细胞分化的协同作用及可能机制,以获取足够用于移植的胰岛素阳性细胞。 【材料与方法】采用差异贴壁法分离、培养、扩增出人脐带间充质干细胞,用构建的含Pdx1、MafA及Ngn3三基因重组腺病毒载体(Ad-3F)和Ad-Pxa4腺病毒载体分别及联合诱导人脐带间充质干细胞,细胞免疫组织化学法检测诱导后细胞中胰岛素、胰高血糖素及C-肽的表达;qRT-PCR检测诱导后细胞中GCG和胰岛素基因及多种相关内源性因子的表达情况;ELISA方法检测诱导后细胞对葡萄糖刺激的敏感性程度及分泌胰岛素量的情况。 【结果】 ①细胞免疫组织化学法检测结果表明在Pax4因子的协同作用下,诱导4天后的人脐带间充质干细胞表达胰岛素、胰高血糖素素及C-肽量均增加。 ②qRT-PCR结果表明病毒的感染复数为50时,4个转录因子共同诱导的细胞胰高血糖素基因表达较Ad-3F诱导的细胞胰高血糖素基因表达有下降且有统计学意义(P<0.05)。 ③在Pax4因子协同作用下诱导后的细胞表达β细胞成熟过程的重要内源性转录因子,且表达得到上调。 ④高浓度葡萄糖刺激下,Pax4协同下诱导的细胞分泌胰岛素量较Ad-3F诱导的细胞分泌量增加,且有明显统计学意义(P<0.01)。 【结论】体外条件下,Pax4因子协同下能有效诱导人脐带间充质干细胞分化为胰岛素阳性细胞,可能是通过先后活化胰岛发育中相关内源性转录因子,并限定细胞向内分泌前体细胞、进一步向β内分泌前体细胞、β细胞方向分化发育。也证实了腺病毒携带的Pax4因子的存在在限制胰高血糖素的表达和产生对葡萄糖敏感的胰岛素的分泌有着非常重要的作用。