揭示Collagen VI增强iPSC胰岛类器官活性与功能,推动糖尿病治疗

时间:2025-04-21

来源:广东省人民医院

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近日,广东省人民医院金国祥团队联合香港大学周中军团队,发现Collagen VI 增强诱导多能干细胞分化胰岛类器官的稳态和功能。该研究利用诱导多能干细胞(iPSCs)成功诱导生成了具有高存活率且功能性的胰岛类器官,为未来基于胰岛类器官移植的糖尿病治疗提供了一个独特的方向。

糖尿病是一种广泛流行的代谢疾病,全球有超过4.6亿人受其影响。随着生活方式和饮食习惯的改变,糖尿病的患病率仍在持续攀升。胰岛β细胞分泌胰岛素是维持人体血糖稳态的核心机制,近年来iPSCs分化成包含功能成熟β细胞的胰岛类器官成为再生医学和糖尿病治疗领域的前沿研究热点。然而,如何有效提高这些类器官的分化效率、活力、功能成熟度以及移植效果,依然面临着重重挑战。

研究团队首先发现脱细胞羊膜细胞外基质,可以为iPSCs分化过程提供机械和生理环境,成功诱导生成具有高存活率且功能性的胰岛类器官。同时将iPSCs分化胰岛类器官种植在脱细胞羊膜片上,能够进一步有效提高胰岛细胞活性和功能,并在移植后迅速改善糖尿病小鼠的血糖水平。机制研究发现脱细胞羊膜和胰腺基底膜同时富含细胞外基质Collagen VI,Collagen VI能显著增强胰岛类器官的存活和功能。研究人员进一步构建了基于Collagen VI的仿生细胞外基质支架,模拟胰岛细胞外基质环境,使iPSCs诱导分化胰岛类器官在体内外均展现出较好的活性和生理特性。优化后的胰岛类器官在细胞组成、内分泌功能以及移植体内后糖尿病逆转效果上,与分离的人胰岛非常相似。

金国祥CSC-模式图(1)

综上所述,该研究通过利用脱细胞羊膜外基质和脱细胞羊膜片,有效增强了iPSCs分化胰岛类器官的活性、稳态和功能成熟度。同时,研究揭示了Collagen VI作为胰岛细胞外基质的关键组成部分,能够显著提升胰岛细胞的活力和生物学功能。并且,研究团队构建的基于Collagen VI的细胞外基质支架,可用于胰岛类器官分化和小鼠糖尿病的治疗。

本项研究得到了国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金、以及广东省人民医院高层次引进人才基金的资助,并在国际顶尖期刊Cell Stem Cell上发表,题为“Enhanced viability and functional maturity of iPSC-derived islet organoids by Collagen-VI-enriched ECM scaffolds”。广东省人民医院博士后朱德良为论文的第一作者,金国祥教授和周中军教授为本研究的共同通讯作者。

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