人羊膜上皮细胞通过胰腺发育模拟方案分化为胰岛素阳性β样细胞的研究

本研究针对糖尿病治疗中功能性β细胞缺失的难题，创新性地利用人羊膜上皮细胞(hAEC)的多能性特征，通过四阶段分化方案(依次调控Activin/WNT、KGF/TGF-β、视黄酸/hedgehog和EGF/Noggin信号通路)，成功获得胰岛素/C-肽共表达的β样细胞(阳性率分别达71%和51%)。该研究为糖尿病细胞替代治疗提供了新型易获取的细胞来源，相关成果发表于《Histochemistry and Cell Biology》。

　　

糖尿病正成为全球健康危机，预计到2050年患者将达8.53亿。当前胰岛素治疗虽能控制症状，却无法逆转β细胞进行性缺失的病理本质。胰腺移植虽具根治潜力，但受限于供体短缺和免疫排斥。诱导多能干细胞(iPSC)分化为β细胞的技术虽取得进展，仍面临伦理争议和致瘤风险。这些困境促使科学家寻找更安全、易获取的替代细胞来源。

墨西哥国立围产期研究所的研究人员将目光投向人羊膜上皮细胞(hAEC)——这种来源于胎盘、表达OCT-4/SOX-2/NANOG多能性标记的细胞，不仅规避伦理争议，还具有天然免疫调节特性。研究团队设计出四阶段分化方案：第一阶段通过Activin A和CHIR99021诱导定型内胚层，获得BRACHYURY⁺(64%)/WNT3A⁺(71%)细胞群；第二阶段用KGF和TGF-β抑制剂形成原始肠管，57%细胞表达HNF1B；第三阶段通过视黄酸和cyclopamine促使75%细胞表达胰腺关键转录因子PDX1；最终阶段用EGF/Noggin诱导产生NKX2.2⁺(74%)内分泌前体细胞，其中71%呈现胰岛素阳性，51%共表达C-肽。

关键技术包括：从足月胎盘机械分离hAEC，四阶段化学限定培养基诱导（含生长因子和小分子化合物），通过RT-PCR检测BRACHYURY/SOX17/胰岛素等基因表达，免疫荧光定量PDX1/NKX2.2等蛋白标记（分析≥9随机视野），双标验证胰岛素/C-肽共定位。所有实验使用5例择期剖宫产获得的样本，经伦理委员会批准(21081号协议)。

研究结果揭示：

1. 多能性验证：hAEC表达OCT-4/NANOG/SOX-2转录因子，免疫荧光显示E-cadherin⁺上皮特性，排除间质细胞污染。

   
   

2. 内胚层诱导：阶段1细胞同时表达中胚标记BRACHYURY和内胚标记SOX-17，WNT3A与FOXA2共定位提示内胚层双向分化潜能。

   

3. 胰腺定向：阶段3出现PDX1⁺/SOX-9⁺细胞群，HNF6表达率仅6.2%，显示特异性向胰腺而非肝脏分化。

   

4. 内分泌成熟：最终阶段细胞不仅表达胰高血糖素(76.5%)和生长抑素（RT-PCR验证），更关键的是胰岛素/C-肽双阳性细胞形成典型β细胞表型。

   

该研究首次证明足月hAEC能通过模拟胰腺发育的信号通路层级激活，获得功能性β样细胞。相较于既往使用nicotinamide的粗放诱导方案，本研究的化学限定体系更精准再现发育生物学过程，PDX1⁺细胞比例(75%)显著高于文献报道的20-60%。虽然这些细胞尚未进行葡萄糖刺激实验，但C-肽分泌证实其具备胰岛素加工能力。从转化医学角度看，hAEC来源的β细胞兼具三大优势：①胎盘来源规避伦理争议；②天然低免疫原性减少排斥风险；③足月组织更易标准化获取。这项成果不仅为糖尿病治疗提供新型细胞来源，也为研究胰腺发育提供新模型，同时开辟了胎盘衍生细胞在再生医学中的创新应用途径。