血管化工程促进多能干细胞衍生的胰岛类器官功能成熟

来自Jun, Nguyen-Ngoc等的研究团队通过构建三维血管化干细胞衍生胰岛类器官（SC-islets），揭示了血管化对β细胞功能成熟的关键作用。研究发现，内皮细胞（ECs）分泌的细胞外基质（ECM）和BMP4信号可显著增强SC-β细胞的Ca2+响应和胰岛素分泌，为糖尿病治疗及胰岛生物学研究提供了新平台。

　　

血管系统在胰腺胰岛功能中扮演核心角色，但现有的人多能干细胞（hPSC）衍生的胰岛类器官（SC-islets）缺乏功能性血管网络。这项研究通过将SC-islet细胞、人原代内皮细胞（ECs）和成纤维细胞组装成三维结构，成功构建了两种模型：静态非灌注系统和微流控灌注系统。

结果显示，血管化显著提升了SC-β细胞的葡萄糖刺激依赖性Ca²⁺内流——这一β细胞功能的关键指标在非血管化类器官中原本表现较弱。更令人振奋的是，血管化类器官移植到小鼠体内后，能更快逆转糖尿病症状。

机制研究发现，内皮细胞分泌的细胞外基质（ECM）通过整合素信号通路优化了SC-β细胞功能，而单细胞RNA测序（scRNA-seq）则揭示了内皮细胞向β细胞传递的BMP2/4-BMPR2信号轴。实验证实，BMP4处理可直接增强SC-β细胞的Ca²⁺振荡和胰岛素分泌能力。这项突破不仅为研究β细胞-内皮细胞互作提供了理想模型，更为糖尿病药物筛选和细胞治疗开辟了新途径。