胰岛细胞移植等细胞疗法在糖尿病等重大代谢疾病的治疗中展现出广阔应用前景，有望使患者摆脱对每日胰岛素注射的依赖。然而，异体供体细胞极易遭到受体免疫系统的识别与排斥，患者通常需要长期服用免疫抑制剂，这显著增加了感染和恶性肿瘤等严重并发症的风险。
近日，发表于《自然-生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering）杂志的一项研究取得了重要突破。来自美国宾夕法尼亚州立大学（Penn State）的研究团队借鉴人类卵细胞天然外层结构的保护机制，开发出一种名为仿生透明带（Biomimetic zona pellucida, BZP）的超薄水凝胶涂层。该技术如同为移植细胞披上了一层“隐形斗篷”，在无需使用任何免疫抑制剂的情况下，成功维持了糖尿病小鼠长达 100 天的血糖正常调控。
该研究由宾夕法尼亚州立大学生物医学工程系教授、细胞医学讲席教授王勇（Yong Wang）领衔，其课题组原博士研究生、现哈佛医学院博士后 Kyungsene Lee 为论文第一作者。
师法自然：借鉴卵细胞透明带构建超薄透气“隐形斗篷”
在人体受精与早期发育过程中，卵细胞外层包裹着一层被称为“透明带”（Zona pellucida）的天然蛋白保护壳。该结构既能保护内部细胞免受外界有害因素侵袭，又具备良好的物质交换通透性。
受此启发，研究团队历时 8 年持续攻关，成功制备出厚度仅约 20 微米（远细于人类发丝）的 BZP 超薄水凝胶层。该涂层能够高度贴合活体细胞及细胞团（如胰岛细胞球）的复杂曲面形态，同时不影响细胞自身的生物学活性。
这一微米级涂层具备关键的半透膜特性：一方面，它能有效阻隔受体免疫细胞及大分子抗体的直接接触与攻击；另一方面，其微孔网络允许葡萄糖、氧气等营养物质自由进出，并确保胰岛细胞分泌的胰岛素等治疗性活性大分子能够顺畅释放至周围血液循环中。
动物实验证实：无免疫抑制条件下实现百天血糖平稳控制
为了验证 BZP 涂层的体内保护效力，研究人员将包裹有 BZP 的供体胰岛移植到糖尿病小鼠体内，并展开了为期 100 天的连续血糖追踪。
实验显示，在未接受全身性免疫抑制治疗的情况下，常规未包裹的胰岛移植通常在 1 周内即因急性免疫排斥而彻底失效。相比之下，接受 BZP 涂层包裹胰岛移植的糖尿病小鼠，其血糖水平在术后 1 周内迅速恢复至健康正常范围，且绝大多数移植小鼠在整个 100 天的实验监测期内持续维持平稳的血糖代谢，全程无需配合任何免疫抑制剂治疗。
应用前景：搭建跨领域的通用细胞封装技术平台
论文第一作者 Kyungsene Lee 博士指出，尽管水凝胶细胞微胶囊封装技术已被探索多年，但此前从未有研究成功重现天然卵细胞透明带的超薄构型与硬化保护过程。
通讯作者王勇教授表示，BZP 技术提供了一种极具转化价值的通用型细胞保护平台。随着工艺的进一步优化与临床前评估推进，该技术未来不仅可用于优化糖尿病胰岛移植方案，还可广泛拓展至肿瘤免疫细胞治疗、组织工程与再生医学等多个生物医药前沿领域，为解决异体细胞移植排斥难题提供全新的工程化解决方案。
参考文献：Biomimetic zona pellucida-encapsulated islets for sustained glycaemic control in immunocompetent mice, Nature Biomedical Engineering (2026). DOI: 10.1038/s41551-026-01775-8
编辑：王洪
排版：李丽
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