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胰岛移植作为新型且有效的治疗方法,有望恢复内源性胰岛素分泌。为提高移植物的定植效率及存活时间,医学与工程学家提出将胰岛细胞封装于水凝胶材料之中,旨在为细胞提供生物学屏障及微环境支持。尽管胰岛封装技术已取得一定进展,但现有移植策略多依赖外科手术植入,操作复杂且创伤较大;此外,单纯的细胞—水凝胶复合结构尚难以在体内迅速促进血管生成,不利于移植物实现长期存活。因此,如何实现胰岛封装体系的微创递送并同步促进体内血管化,仍是当前研究亟待解决的关键问题。
东南大学胰腺研究所所长、东南大学附属中大医院院长助理、内分泌科主任李玲教授团队与国内外知名学者紧密合作,依托东南大学“医工交叉”创新平台,在仿生胰岛研究领域取得了一系列进展,构建血管化可注射仿生胰岛,实现胰岛细胞微创递送及移植后长期存活、功能维持。该成果近期发表在
Science Bulletin(中科院一区 Top , Q1 , IF : 21.1 ),为糖尿病细胞疗法带来了新曙光,该研究工作得到国家自然科学基金—重点国际合作项目、国家重点研发计划—干细胞专项,以及省重点研发计划—临床前沿技术等项目支持,李玲教授的博士研究生郇志堃为文章的第一作者,李玲教授为最后通讯作者。
研究要点概览
(1)本研究开发了一种用于糖尿病微创胰岛移植的血管化“仿生胰岛”,通过整合载胰岛短纤维支架与血管化自愈合,实现了细胞递送与血管生成的协同治疗。
(2)载胰岛短纤维由原代胰岛与含气泡的微纤维模板构成,其形貌可通过微流控技术精准调控;所构建的自愈合水凝胶赋予该体系可注射性能,同时能够负载VEGF与HUVECs,促进移植物血管化,并表现出良好的生物相容性、粘附性和抗氧化能力,从而增强胰岛细胞功能。
(3)该“仿生胰岛”具备可注射性和优异的皮下成血管能力,体内实验证实能够显著改善T1DM动物模型的血糖控制与糖耐量水平,为糖尿病细胞治疗和组织工程提供了创新方案。
图1.血管化“仿生胰岛”的制备及皮下微创移植应用示意图。该系统以负载原代胰岛的短纤维支架为核心,结合具有可注射性和自修复能力的水凝胶基质。通过注射于小鼠背部皮下,成功实现胰岛定植与血糖调控。
图2.复合水凝胶体系及细胞封装后的三维扫描图像。
图3.血管化仿生胰岛移植后实现移植物长期存活,并促进糖尿病小鼠长期血糖控制、糖耐量改善、及胰岛素分泌。
总结
该系列研究整合基础医学、临床医学与生物医学工程学的优势,充分展现“医工结合”创新理念。血管化“仿生胰岛”显示出微创移植治疗糖尿病的潜力,不仅为后续类器官技术发展提供新见解,也为糖尿病细胞疗法及功能性治愈开辟新方向和解决方案,有望推动微创移植疗法治疗糖尿病,变革再生医学发展新范式。
专家简介
李玲教授
东南大学胰腺研究所所长、教授、主任医师、博导
东南大学附属中大医院院长助理、内分泌科主任
德国医学博士、美国UCLA 博士后
首届国家优秀青年医师
中华医学会内分泌学分会委员
中国医师协会内分泌代谢医师分会委员
江苏省医学会糖尿病分会副主委
江苏省中青年领军人才、“青年科技奖”获得者
主持国家自然基金重点国际合作等项目6项,国家工信部5G+健康医疗课题负责人,国家重点研发干细胞子课题负责人,以通讯作者在
GutNature communicationsAdvanced ScienceAdvanced Materials等发表SCI论文70余篇。
以第1完成人依次获得国家教育部科技进步二等奖、中华医学科技奖二等奖、江苏医学科技奖一等奖、江苏省新技术引进一等奖,申报/授权国家发明专利12项,推动“医工融合”,促进创新成果临床转化。
责任编辑丨小林
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