
1型糖尿病是一种由于自体免疫系统错误攻击并破坏胰腺中分泌胰岛素的β细胞,导致患者血糖长期失衡的慢性疾病。目前,全球数千万患者不得不依赖终身每日注射外源性胰岛素来维持生命。尽管胰岛移植(Pancreatic islet transplantation)被视为一种有望摆脱“胰岛素依赖”的前沿疗法,但常规的肝内门静脉微创输注技术往往面临细胞外基质丢失、急性炎症反应及早期血液供应匮乏(Poor blood supply)等多重瓶颈,导致移植胰岛在术后早期便因缺血缺氧而大量凋亡。
近日,瑞士日内瓦大学(UNIGE)与日内瓦大学医院(HUG)Ekaterine Berishvili 教授领衔的联合研究团队,在国际生物技术顶尖期刊《生物技术趋势》(Trends in Biotechnology)上发表了最新突破性成果。他们开发出一种名为 Amniogel 的创新人源性水凝胶骨架,通过在体外预先构建微血管网络,成功在糖尿病小鼠模型中实现了长达100天以上的稳定控糖。这一进展为攻克胰岛移植存活率低的医学难题,并最终打造出可临床应用的“生物人工胰腺”(Bioartificial pancreas)奠定了关键基础。
核心突破:萃取人羊膜天然信号,攻克“无血管生存期”
如何为脱离原位环境的胰岛细胞提供即时的营养支持与物理保护,是细胞移植领域的核心痛点。
由 Berishvili 教授团队研发的 Amniogel 另辟蹊径,其核心原材料提取自人羊膜(Human amniotic membrane)——即产后废弃胎盘中最内层的胎膜组织。这一材料具备极佳的生物相容性,且天然富含能够模拟体内微环境的细胞外基质组分。
实验表明,Amniogel 能够重新激活胰岛细胞在分离和纯化过程中丢失的“生存信号(Survival signals)”,即重塑了关键的基质微环境拓扑信号。更具创新性的是,研究人员将分离出的胰岛小结与内皮成管细胞(Vessel-forming cells)共同嵌入该水凝胶中。在移植前,这些细胞便在三维骨架内“自组装(Self-organize)”出精细的微血管网络,实现了移植物的前血管化(Pre-vascularization)。
一旦该结构被植入宿主体内,这套体外预形成的微血管网络能迅速与宿主的血液循环系统接通,彻底免除了传统移植中漫长且致命的“无血管生存期”。此外,体外微环境测试显示,该凝胶还能显著延缓宿主细胞毒性免疫细胞的浸润迁移,在移植初期的危险窗口内为移植物筑起了一道物理免疫屏蔽。

实验验证:小鼠模型长效稳定控糖超百天
为了验证该“生物人工胰腺”雏形的体内活性,研究团队将 Amniogel 模块制成了直径约 9 毫米的薄盘状移植物,并将其植入到患有糖尿病的小鼠模型中。
长期随访的科学数据显示,这一前血管化水凝胶系统展现出了碾压传统疗法的治疗效果:
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超长效控糖:在长达 100 天的整个实验随访周期内,受试小鼠的血糖水平始终维持在健康稳定的正常范围内。
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显著超越对照组:相比之下,单纯移植胰岛细胞的对照组,以及移植了未引入前血管化设计的凝胶对照组,均无法实现同等烈度和长度的血糖控制。
值得注意的是,研究团队强调,Amniogel 的整套提取与制备工艺均在符合 GMP(药品生产质量管理规范) 的前瞻性框架下完成,这意味着该技术从诞生之初就具备了向临床应用转化的合规基因。
展望:泛细胞治疗平台的演进
“这一实验证据是通往全功能生物人工胰腺演进道路上的决定性一步,”Berishvili 教授表示。为了能尽快推进到针对人类患者的临床试验(Clinical trials),团队接下来的核心攻关方向是进一步扩大移植物的几何体积或实现多模块串联,以满足人类宿主代谢所需的巨量胰岛素分泌载荷。
与此同时,科学界对 Amniogel 的期待并未止步于糖尿病治疗。由于其卓越的基质重塑能力与免疫阻释特性,该水凝胶未来有望成为一个通用的广谱细胞移植平台,用于递送多巴胺能神经元、肝细胞等多种功能性细胞,为攻克帕金森病、急性肝衰竭等广泛的细胞缺陷型疾病开辟全新的再生医学通路。
参考文献:Kevin Bellofatto et al, Implantable vascularized endocrine constructs for clinically scalable insulin delivery, Trends in Biotechnology (2026). DOI: 10.1016/j.tibtech.2026.03.020
编辑:王洪
排版:李丽





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