微载体作为iPSC向胰岛样簇三维分化平台的评估及其在1型糖尿病治疗中的规模化应用前景

本综述系统评估了微载体作为三维（3D）平台在诱导多能干细胞（iPSC）向胰腺胰岛样簇分化中的应用。研究表明，尽管微载体（如Cytodex-1）未能直接支持功能性SC-β样细胞（SC-β-like）的成熟分化，但其在胰腺祖细胞（PPCs）扩增方面表现优异，显著提高了GP2+、PDX1+和NKX6.1+细胞群的增殖效率，为后续大规模生产胰岛样细胞簇提供了可行的上游策略。

　　

Highlight

INTRODUCTION

1型糖尿病（T1DM）仍然是一项重大的全球健康挑战，影响全球数百万人。这是一种自身免疫性疾病，以胰腺β细胞的选择性破坏为特征，导致胰岛素缺乏和血糖稳态失调[1]。目前的治疗方法，如外源性胰岛素治疗和胰腺胰岛移植，存在局限性，包括血糖控制不完全、免疫排斥、供体稀缺和费用高昂。

iPSC line

基因改造的人iPSC系HMGUi001-A-54，一种双报告基因系ARX-T2A-H2B-CFP x C-PEP-mCherry-iPSC [23]，被用于单层和3D培养。

该iPSC系源自一名女性高加索人成纤维细胞供体，通过CRISPR/Cas9介导的同源重组进行基因工程改造，在胰岛素基因座的C肽序列C端插入mCherry报告基因，并通过T2A-H2B标签融合在ARX基因C端插入CFP报告基因。

Evaluation of the differentiation processes to obtain SC-β-like and SC-α-like cells in 2D culture, 3D aggregates, and on microcarriers

为评估在微载体上将iPSC分化为SC-β样和SC-α样细胞的可行性，我们测试了Hogrebe和Velazco-Cruz的分化协议，这两个协议最初分别为2D和3D培养开发（图1）。两个协议均包含六个阶段，模拟胰腺胚胎发育的自然进程，从定形内胚层诱导到功能性内分泌细胞分化，在实验室中逐步重现这一过程。细胞

Evaluation of the differentiation processes to obtain SC-β-like and SC-α-like cells in 2D culture, 3D aggregates, and on Cytodex 1 microcarriers

在Cytodex 1微载体上评估iPSC向SC-β样和SC-α样细胞分化的结果表明，虽然该微载体为细胞扩增提供了有利平台，但在支持iPSC完全分化为SC-β样和SC-α样细胞方面存在局限性。

先前的研究强调，3D培养系统中成功的分化不仅取决于细胞内在程序，还取决于物理

CONCLUSIONS

本研究评估了基于微载体的3D培养系统在将人iPSC分化为胰岛样簇和扩增胰腺祖细胞方面的适用性。我们的研究结果表明，虽然已建立的分化协议（Hogrebe和Velazco-Cruz）在2D和聚集体培养中有效产生了胰岛素和胰高血糖素生成细胞，但在直接应用于Cytodex-1微载体时未能实现。这一限制可能归因于