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新型“隐形”细胞疗法可能提供无副作用的糖尿病治疗
在糖尿病小鼠中的测试将血糖水平降低了超过100天。移植细胞可以帮助治疗疾病，但免疫系统通常将它们视为入侵者并攻击它们。宾夕法尼亚州立大学的研究人员正在通过包裹细胞来测试解决这一问题的方法。
来源:SciTech日报在糖尿病小鼠中的测试将血糖水平降低了超过100天。
移植的细胞可以帮助治疗疾病，但免疫系统常常将它们视为入侵者并攻击它们。宾夕法尼亚州立大学的研究人员正在测试一种解决这个问题的方法，通过将治疗性细胞包裹在一种超薄保护涂层中，该涂层起到“隐形斗篷”的作用。
细胞疗法依赖精心选择的细胞来对抗感染或执行有用的生物学功能，包括产生胰岛素以帮助控制血糖。然而，许多当前方法需要患者持续服用免疫抑制药物以防止排斥。抑制免疫系统可以增加感染风险并导致其他严重的健康问题。
这种方法在《自然生物医学工程》中描述，使用一种果冻状水凝胶来创建保护涂层。这种被称为仿生透明带（BZP）的薄层保护治疗性细胞免受免疫攻击，并帮助降低糖尿病小鼠的血糖长达100天，大大长于传统的糖尿病细胞疗法。
供体细胞面临免疫屏障
细胞疗法可以涉及使用细胞和液体溶液的混合物将供体细胞移植到体内。生物医学工程教授兼论文通讯作者Yong Wang指出，食品和药物管理局已经批准了针对某些疾病的细胞疗法，包括一些癌症。细胞疗法用于糖尿病要新得多，首个FDA批准的治疗于2023年推出。
“特定的细胞簇，称为胰岛，可以在糖尿病患者体内释放维持生命的胰岛素，”Wang说，他还担任Dorothy Foehr Huck和J. Lloyd Huck细胞医学教席。“然而，这些供体胰岛被患者的免疫系统靶向和攻击。现有的治疗方案要求患者持续服用免疫抑制剂以阻止这种反应，这可能导致显著的副作用，包括癌症。”
天然卵涂层启发了隐形斗篷
为了保护移植的胰岛，研究人员设计了BZP来模仿透明带——人类卵细胞周围的天然涂层。人工层将供体胰岛隐藏于免疫系统，同时保持足够的渗透性以使胰岛素等分子进入体内。原则上，这可以使移植细胞在无需持续免疫抑制治疗的情况下发挥作用。
论文第一作者、哈佛医学院博士后研究员Kyungsene Lee在宾夕法尼亚州立大学获得生物医学工程博士学位，他表示科学家们已经探索基于水凝胶的细胞封装多年。然而，先前的工作尚未同时复制透明带的超薄结构及其硬化以在治疗性细胞周围形成保护屏障的方式。
“我们的身体是惊人的——通过模仿卵细胞上由蛋白质形成的天然超薄涂层，我们可以强化和伪装细胞以进行治疗性移植，”Lee说。
涂层的胰岛更长时间控制血糖
Wang解释说，开发该涂层需要八年的工作。研究人员最终创建了一个仅20微米厚的水凝胶层，远薄于人类头发，可以贴合活细胞或细胞簇的弯曲表面而不干扰其功能。
在确认该材料与活组织相容后，研究人员将产生胰岛素的胰岛用BZP涂覆并移植到糖尿病小鼠中。随后跟踪血糖水平100天。
与未治疗的糖尿病小鼠和接受未涂层胰岛的动物相比，接受BZP涂层胰岛的小鼠在一周内恢复至健康血糖水平。大多数在超过100天内保持无糖尿病状态，无需持续接受免疫抑制剂。
Wang表示，这大大长于未涂层细胞疗法通常所见的效果，在没有全身免疫抑制的情况下可持续一周或更短。
人体测试仍是未来的步骤
研究人员现在计划研究单个BZP保护的胰岛移植能抵抗免疫攻击多长时间。Wang表示，在进一步研究、完善和最终临床试验之后，该平台可能潜在地开发用于糖尿病以外的疾病。
“这项技术可能在免疫治疗中有用，预处理细胞以抵抗慢性疾病，或在再生医学中，刺激细胞生长以再生受损或缺失器官的组织，”Wang解释说。“简单来说，BZP在广泛的生物医学工程应用中可能有巨大帮助。”
参考文献：“Biomimetic zona pellucida-encapsulated islets for sustained glycaemic control in immunocompetent mice” by Kyungsene Lee, Xuelin Wang, Connie Wen, Yixun Wang, Jennifer Z. Wang, Brandon Davis, James Coyne, Alexander L. Mark, Chien-Wei Wu, Ana Aviles Vargas, Yuhong Jiang, Thomas I. McDougal, Selina Y. Lin, Xiaojun Lance Lian, Hong Zheng, Yuguo Lei and Yong Wang, 2026年8月14日,Nature Biomedical Engineering。
DOI: 10.1038/s41551-026-01775-8
这项工作得到了宾夕法尼亚州立大学Huck教授职位、2025年Huck种子基金计划以及美国国立卫生研究院国家心脏、肺和血液研究所、国家生物医学成像和生物工程研究所、国家普通医学科学研究所和分子机器机制与结构培训计划的支持。
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