纳米脂肪促进皮下移植胰岛细胞血管化与功能重建的创新策略

本研究首次证实，通过机械乳化制备的纳米脂肪（nanofat）可显著提升皮下移植胰岛细胞的存活率与功能。其可溶性组分（SNF）富含血管内皮生长因子（VEGF）、肝细胞生长因子（HGF）等促血管生成因子，细胞组分（CNF）包含微血管片段（MVF）和脂肪源性干细胞（ADSC），二者协同促进胰岛血管网络重建、改善胰岛素分泌功能，为糖尿病细胞治疗提供临床转化新方案。

　　

1 引言

皮下空间因其易操作性被视为胰岛移植的理想部位，但该区域血管化能力差导致移植胰岛缺氧死亡。既往研究尝试通过生长因子预处理或共移植内皮细胞改善血供，但存在操作复杂、时效性差等问题。纳米脂肪作为临床已应用的乳化脂肪衍生物，富含生长因子、微血管片段（MVF）及多种细胞成分，本研究探索其促进胰岛移植血管化的潜力。

2 结果

2.1 纳米脂肪的制备与组分表征

通过机械乳化法制备的纳米脂肪包含完整脂肪细胞（perilipin⁺）、CD31⁺内皮细胞及细胞外基质。离心后获得可溶性组分（SNF）和细胞组分（CNF）。蛋白芯片显示SNF中组织因子（TF）、成纤维细胞生长因子（FGF）-2、胎盘生长因子-2、血管内皮生长因子（VEGF）-A等促血管生成因子显著高于血清对照组。同时SNF中糖胺聚糖（GAG）和透明质酸（HA）含量显著升高。

2.2 SNF的促血管生成作用

体外实验表明SNF可促进人脐静脉内皮细胞（HUVEC）形成管状结构，并显著增加MVF球状体的出芽面积、数量和长度。SNF处理后的胰岛细胞活力提升，胰岛素分泌增加而胰高血糖素分泌减少，同时肝细胞生长因子（Hgf）、血小板衍生生长因子（Pdgf）、Vegf-A等基因表达上调。

2.3 CNF的细胞组成与功能

流式细胞术显示CNF包含淋巴细胞（CD45⁺CD3e⁺）、单核细胞（CD45⁺CD11b⁺Ly6C⁺）、巨噬细胞（CD45⁺CD68⁺）、脂肪源性干细胞（ADSC）（CD106^-CD13⁺CD36⁺）及内皮细胞（CD31⁺）。qPCR分析表明CNF中CD31、Vegfr-1/2、胰岛素样生长因子（Igf）-1/2、Hgf、血管生成素（Ang）-1等血管相关基因表达显著高于单纯胰岛组。

2.4 肾包膜下移植验证

在链脲佐菌素（STZ）诱导的糖尿病小鼠模型中，移植SNF预处理的胰岛或CNF共移植组均能更快恢复血糖正常。移植28天后葡萄糖耐量试验（IPGTT）显示实验组血糖曲线下面积（AUC）显著降低。组织学分析证实移植区胰岛素含量、胰岛细胞数量及CD31⁺微血管密度均显著增加。

2.5 皮下共移植实现长期血糖稳定

将500个胰岛与纳米脂肪共移植至糖尿病小鼠皮下空间，可维持超过100天的血糖稳定，而单纯胰岛移植组未能逆转高血糖。免疫荧光染色显示移植区存在胰岛素⁺β细胞、胰高血糖素⁺α细胞、生长抑素⁺δ细胞及CD31⁺血管网络。利用荧光素酶标记纳米脂肪的活体成像证实移植后28天内纳米脂肪持续存活。

3 讨论

纳米脂肪通过双重机制改善胰岛移植效果：SNF中的生长因子（如HGF、FGF-2）和GAG直接促进胰岛细胞存活与血管生成；CNF中的MVF可快速整合形成功能血管网，ADSC通过旁分泌作用支持胰岛功能。该方法规避了酶消化提取MVF的临床转化障碍，为皮下胰岛移植提供了符合FDA最小操作准则的自动化方案。

4 方法

研究采用C57BL/6J小鼠模型，通过胶原酶消化分离胰岛，机械乳化制备纳米脂肪。通过蛋白芯片、ELISA、流式细胞术、qPCR等技术分析组分功能。移植实验采用STZ诱导糖尿病模型，通过血糖监测、IPGTT、组织学及活体成像评估移植效果。统计学分析采用Student's t检验及ANOVA。