糖尿病小鼠使用可回收的毫米厚细胞负载水凝胶纤维改善

1型糖尿病(T1DM)是由产生胰岛素的胰腺β细胞不可逆的自身免疫破坏引起的，需要终生替代胰岛素。在一项新的研究中，东京大学工业科学研究所的研究人员发现，细胞负载水凝胶的直径决定了移植后的寿命，为有效的T1DM细胞治疗铺平了道路。

目前T1DM的治疗策略主要集中在定时外源性胰岛素给药，这给患者和医疗保健系统带来了巨大的负担。细胞治疗的目的是替换失去的胰腺β-细胞永久性地，消除了胰岛素替代的需要。虽然细胞替代疗法被认为是治疗T1DM的一个有吸引力的选择，但其临床成功受到免疫介导的异物反应的限制。

“细胞治疗遭受着与器官移植相似的命运移植排斥反应该研究的通讯作者Shoji Takeuchi说。“缓解这个问题的一种方法是将胰腺细胞包裹在水凝胶中，尽管这并不能防止移植物发生异物反应。我们想研究如何优化水凝胶，为移植细胞提供长期的免疫保护。”

研究人员假设水凝胶纤维在很大程度上决定了细胞移植是否能减轻异物反应。通过将具有可变纤维直径的海藻酸钡(Ba-Alg)水凝胶植入正常小鼠体内，他们发现免疫反应明显降低的阈值似乎在1.0 mm。为了研究这种生物优势是否以生物物理代价为代价，研究人员比较了1.0 mm和0.35 mm厚的Ba-Alg水凝胶纤维。基于生物力学测量，1.0毫米厚的纤维比0.35毫米厚的结构更容易处理，它还允许葡萄糖、胰岛素和氧气等小分子穿过水凝胶膜，如果包裹在水凝胶中的细胞要正常工作，所有这些都是必需的。

但它是否信守了促进T1DM细胞治疗的承诺?为了解决这个问题，研究人员将大鼠胰岛细胞装入1.0 mm和0.35 mm厚的水凝胶纤维中，并测试纤维在葡萄糖刺激下分泌胰岛素的表现如何。虽然0.35毫米厚水凝胶中的细胞表现更好，但1.0毫米直径纤维中的细胞功能足够好，可以在下一步的糖尿病小鼠中进行测试。在这里，研究人员将两种类型的水凝胶移植到糖尿病小鼠的腹腔内，并测量每日非空腹血糖水平。引人注目的是，1.0毫米厚的纤维使糖尿病小鼠的血糖水平正常化的时间比0.35毫米厚的纤维长4倍多，这表明包裹在更厚的水凝胶纤维中的胰腺细胞寿命更长。此外，显微镜分析显示，1.0 mm厚的纤维没有异物反应的证据，而0.35 mm厚的纤维似乎随着时间的推移而变质。

Takeuchi说:“这些惊人的结果表明，1.0毫米厚纤维中的水凝胶包裹如何为糖尿病小鼠提供长期的胰岛免疫保护，同时维持其控制血糖浓度的功能。”“我们的发现为基于细胞疗法的1型糖尿病治疗提供了新的见解糖尿病。"

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