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胰島移植作為新型且有效的糖尿病治療方法,有望恢復內源性胰島素分泌。為提高移植物的定植效率及存活時間,醫學與工程學家提出將胰島細胞封裝于水凝膠材料之中,旨在為細胞提供生物學屏障及微環境支持。盡管胰島封裝技術已取得一定進展,但現有移植策略多依賴外科手術植入,操作復雜且創傷較大;此外,單純的細胞—水凝膠復合結構尚難以在體內迅速促進血管生成,不利于移植物實現長期存活。因此,如何實現胰島封裝體系的微創遞送并同步促進體內血管化,仍是當前研究亟待解決的關鍵問題。
東南大學胰腺研究所所長、東南大學附屬中大醫院院長助理、內分泌科主任李玲教授團隊與國內外知名學者緊密合作,依托東南大學“醫工交叉”創新平臺,在仿生胰島研究領域取得了一系列進展,構建血管化可注射仿生胰島,實現胰島細胞微創遞送及移植后長期存活、功能維持。該成果近期發表在
Science Bulletin(中科院一區 Top , Q1 , IF : 21.1 ),為糖尿病細胞療法帶來了新曙光,該研究工作得到國家自然科學基金—重點國際合作項目、國家重點研發計劃—干細胞專項,以及省重點研發計劃—臨床前沿技術等項目支持,李玲教授的博士研究生郇志堃為文章的第一作者,李玲教授為最后通訊作者。
研究要點概覽
(1)本研究開發了一種用于糖尿病微創胰島移植的血管化“仿生胰島”,通過整合載胰島短纖維支架與血管化自愈合水凝膠,實現了細胞遞送與血管生成的協同治療。
(2)載胰島短纖維由原代胰島與含氣泡的微纖維模板構成,其形貌可通過微流控技術精準調控;所構建的自愈合水凝膠賦予該體系可注射性能,同時能夠負載VEGF與HUVECs,促進移植物血管化,并表現出良好的生物相容性、粘附性和抗氧化能力,從而增強胰島細胞功能。
(3)該“仿生胰島”具備可注射性和優異的皮下成血管能力,體內實驗證實能夠顯著改善T1DM動物模型的血糖控制與糖耐量水平,為糖尿病細胞治療和組織工程提供了創新方案。
圖1.血管化“仿生胰島”的制備及皮下微創移植應用示意圖。該系統以負載原代胰島的短纖維支架為核心,結合具有可注射性和自修復能力的水凝膠基質。通過注射于小鼠背部皮下,成功實現胰島定植與血糖調控。
圖2.復合水凝膠體系及細胞封裝后的三維掃描圖像。
圖3.血管化仿生胰島移植后實現移植物長期存活,并促進糖尿病小鼠長期血糖控制、糖耐量改善、及胰島素分泌。
總結
該系列研究整合基礎醫學、臨床醫學與生物醫學工程學的優勢,充分展現“醫工結合”創新理念。血管化“仿生胰島”顯示出微創移植治療糖尿病的潛力,不僅為后續類器官技術發展提供新見解,也為糖尿病細胞療法及功能性治愈開辟新方向和解決方案,有望推動微創移植療法治療糖尿病,變革再生醫學發展新范式。
專家簡介
李玲教授
東南大學胰腺研究所所長、教授、主任醫師、博導
東南大學附屬中大醫院院長助理、內分泌科主任
德國醫學博士、美國UCLA 博士后
首屆國家優秀青年醫師
中華醫學會內分泌學分會委員
中國醫師協會內分泌代謝醫師分會委員
江蘇省醫學會糖尿病分會副主委
江蘇省中青年領軍人才、“青年科技獎”獲得者
主持國家自然基金重點國際合作等項目6項,國家工信部5G+健康醫療課題負責人,國家重點研發干細胞子課題負責人,以通訊作者在
Gut
Nature communications
Advanced Science
Advanced Materials
等發表SCI論文70余篇。以第1完成人依次獲得國家教育部科技進步二等獎、中華醫學科技獎二等獎、江蘇醫學科技獎一等獎、江蘇省新技術引進一等獎,申報/授權國家發明專利12項,推動“醫工融合”,促進創新成果臨床轉化。
責任編輯丨小林
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