皮下预血管化空间移植胰岛改善移植物存活与功能:小鼠模型研究

【字体: 时间:2025年06月26日 来源:Transplantation Proceedings 0.8

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  为解决皮下胰岛移植中缺氧导致的移植物存活率低问题,研究人员通过"体内组织构建技术"(in-body tissue architecture technology)创建预血管化皮下空间(PSS),将500个同系胰岛移植至糖尿病小鼠模型。结果显示PSS组胰岛存活率显著高于未修饰皮下空间组(USS)(P=0.005),毛细血管密度达41.7/mm2 vs 7.2/mm2,IPGTT(腹腔葡萄糖耐量试验)证实其血糖控制能力接近正常小鼠。该研究为临床胰岛移植提供了可活检、易操作的新型移植位点优化方案。

  

糖尿病治疗领域面临着一个关键挑战:虽然胰岛移植能从根本上逆转病情,但传统肝脏移植位点存在即时血液介导炎症反应(instant blood-mediated inflammatory reaction, IBMIR)和门静脉高压风险。更棘手的是,皮下空间虽操作简便却因血供不足导致60%的移植胰岛在3天内凋亡。这种"移植位点困境"严重制约了临床转化。

冈山大学的研究团队独辟蹊径,借鉴"体内组织构建技术"——一种利用硅胶棒植入引发生物封装反应形成血管化组织的方法。研究人员在糖尿病小鼠皮下植入硅胶棒14天构建预血管化空间(prevascularized subcutaneous space, PSS),随后移植500个同系胰岛。8周观察显示,PSS组不仅胰岛存活率显著提升(9/10 vs 2/9),毛细血管密度更是达到USS组的6倍(41.7/mm2 vs 7.2/mm2)。有趣的是,尽管仅50%受体达到完全血糖正常化,但所有存活移植物都显示出功能活性,其IPGTT曲线下面积(AUC)与正常小鼠无统计学差异。

关键技术包括:1) 硅胶棒预植入构建血管化微环境;2) 链脲佐菌素(STZ)诱导糖尿病小鼠模型;3) 密度梯度离心法分离胰岛;4) CD31免疫组化定量血管密度;5) 动态血糖监测结合IPGTT评估功能。

Neovascularization is Promoted at the Transplant Site
通过CD31染色发现,硅胶棒植入3天即启动血管新生,14天时血管密度达峰值,但7天与14天组无显著差异,提示最佳窗口期可能更早。

Islets Transplanted Within the PSS Reverse Diabetes Efficiently
PSS组50%受体实现血糖正常化(USS组22%),移除移植物后血糖骤升证实疗效特异性。IPGTT显示PSS组血糖曲线与正常组重叠(P=0.048),揭示部分功能存活的移植物仍具临床价值。

Prevascularization Contributes to Islet Engraftment
组织学显示PSS组胰岛结构完整,胰岛素染色阳性,周围结缔组织中CD31+血管密度高达41.7/mm2,显著优于USS组(P<0.01),证实血管网络对移植物存活的关键作用。

讨论部分指出,该研究首次将"体内组织构建技术"应用于胰岛移植领域,其创新性体现在:1) 利用生物封装反应自然形成血管床,避免外源生长因子风险;2) 14天预血管化周期平衡了血管生成与纤维化矛盾;3) 为"血管化-纤维化时间窗"理论提供实验依据。值得注意的是,部分受体血糖缓慢下降的现象提示血管整合可能需要更长时间,这与Pepper等提出的"血管嫁接学说"相符。

局限性在于样本量较小,且未测试异体移植场景。未来可探索:1) 联合血管内皮生长因子(VEGF)缓释技术;2) 优化硅胶棒表面拓扑结构;3) 测试人类胰岛适用性。这项发表于《Transplantation Proceedings》的研究,为开发"可拆卸式生物人工胰腺"奠定了重要基础。

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