从肌肉组织中提取的干细胞可以在患有外周动脉疾病的糖尿病患者中促进更好的血液流动，这是一种痛苦的并发症，可能需要手术或导致截肢。

伊利诺伊大学对小鼠的一项新研究发现，注射干细胞可促使新血管生长，从而改善患处组织的循环和患肢的功能。干细胞还诱导周围组织基因表达的变化，促使释放减轻炎症和增加血液循环的因子。

“ PAD在糖尿病患者中非常常见，但由于疾病已经处于晚期，患者会出现症状，因此很难诊断，”研究负责人，生物工程学和医学教授，实验分子负责人Wawrzyniec Lawrence Dobrucki说。贝克曼先进科学技术研究所影像实验室。“如果不对PAD进行治疗，通常会导致足部溃疡和肢体截肢，在美国每年成千上万。这是一种严重，代价高昂且令人衰弱的疾病。”

在PAD中，由于缺乏血液和氧气，四肢动脉变窄，导致疼痛并限制了活动能力。PAD的治疗选择很少。Dobrucki说，有些药物旨在增加四肢的灌注，但效果不是很好。医生建议运动，但对PAD患者而言，这是痛苦且困难的，其他心血管并发症可能使体育锻炼不切实际。许多患者需要手术以放置血管支架或动脉旁路。

Dobrucki的小组与运动学和社区卫生学教授Marni Boppart合作，研究了在动脉狭窄部位注射的干细胞的作用。Boppart是间充质干细胞的专家，间充质干细胞在肌肉和其他组织的损伤愈合和组织再生中发挥作用。其他研究集中在促进血管形成的各种个体生长因子上，这一过程称为血管生成，但没有一个能很好地起作用。

“血管生成是一个复杂的过程，涉及许多生长因子和关键蛋白质之间的相互作用，” Dobrucki说。“这就是为什么我们采用了更多受自然启发的疗法来促进受PAD影响的四肢血管生成并使用了干细胞。例如，他们知道释放什么，停止多少和何时停止。他们还对组织的微环境做出反应并进行修改，以优化其治疗效果。”

研究人员通过手术缩小了糖尿病小鼠一只腿的股动脉。他们将取自年轻小鼠肌肉的MSCs注射到实验小鼠的腿中，而对照组则注射了盐水。然后，他们使用了Dobrucki实验室开发的非侵入性成像技术来监视小鼠的血流和血管形成，比较实验组和对照组以及每只小鼠的患病腿和未患病腿。

“我们清楚地证明了MSC增强血管生成，外周血流灌注和肌肉功能的能力，” Boppart说。“我们看到，MSC通过在组织中创建新血管来弥补受限的血流，从而促进了肌肉的愈合。

研究人员还对组织内的基因表达进行了分析，发现在接受干细胞注射的小鼠中，腿部的基因表达与正常人相比，MSC移植为PAD中的血管生长最大化提供了机会，以维持或振兴骨骼肌。PAD与未受影响的腿接近。他们还发现，与没有获得干细胞的小鼠相比，有激活的基因可以对抗某些糖尿病并发症-例如，与炎症相关的基因被抑制。

Dobrucki说：“我们的结果表明，干细胞治疗可用于那些无法运动的PAD严重阶段的患者。”“干细胞治疗可以帮助他们达到可以开始锻炼的水平，或者可以在需要截肢之前挽救四肢。”