工程血管系诱导多能干细胞衍生的小岛器官的功能成熟
Yesl Jun1, Kim-Vy Nguyen-Ngoc2, Somesh Sai3
1Department of Pediatrics, Pediatric Diabetes Research Center, University of California, San Diego, La Jolla, CA 92093, USA; Therapeutics & Biotechnology Division, Korea Research Institute of Chemical Technology, Daejeon 34114, Republic of Korea.
Developmental cell
|May 24, 2025
概括
改造的血管化干细胞衍生小岛器官 (SC小岛) 改善β细胞功能,加速小鼠糖尿病逆转. 这种血管化增强了反应和胰岛素分泌,为疾病建模提供了一个新的平台.
科学领域:
- 干细胞生物学 干细胞生物学
- 血管生物学 血管生物学
- 糖尿病研究研究 糖尿病研究
背景情况:
- 胰腺小岛的功能严重依赖于血管.
- 目前的干细胞衍生小岛器官 (SC小岛) 缺乏血管系统,限制了它们的功能.
- 血管化对于提高SC岛屿疗效至关重要.
研究的目的:
- 通过使用干细胞衍生的岛屿细胞,内皮细胞和纤维细胞,设计血管化的SC岛屿.
- 评估具有集成血管系统的SC岛屿的功能改善.
- 在糖尿病模型中评估血管化的SC岛屿的治疗潜力.
主要方法:
- 在非透和微流体模型中组装的SC岛细胞,人体初级内皮细胞 (ECs) 和纤维细胞.
- 采用微流体装置,用于血管化的有机体构造.
- 通过刺激依赖的Ca2+流入和胰岛素分泌来评估SC-β细胞功能.
- 在移植了血管化的SC岛屿后,评估了小鼠糖尿病的逆转.
- 进行单细胞RNA测序 (scRNA-seq) 来分析细胞间的信号传递.
主要成果:
- 在非透和微流体系统中设计了3D血管化的SC岛屿有机体.
- 在血管化器官体内的SC-β细胞中,已证明改善了依赖刺激的Ca2+流入.
- 在小鼠使用亚治疗剂量的血管化SC岛屿时观察到加速的糖尿病逆转.
- 确定了形成类似小岛的底层膜,有助于功能增强.
- scRNA-seq数据预测,BMP4治疗证实了通过BMP2/4-BMPR2信号传递增强的SC-β细胞Ca2+反应和胰岛素分泌.
结论:
- 血管化显著增强了干细胞衍生的小岛器官的功能.
- 血管化的SC岛屿显示出糖尿病逆转的治疗潜力.
- 这种工程化的血管系统为研究β细胞-EC交叉声和体外疾病建模提供了一个平台.
