Cell Stem Cell：王经强等开发血管化胰岛类器官，提升移植治疗糖尿病效果|内皮|心血管疾病|特异性|王经强|移植|糖尿病|细胞|胰岛|血管化

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

人类多能干细胞来源的胰岛类器官（PIO）在治疗1 型糖尿病（T1D）方面具有前景，但由于血管化不足导致移植后存活率低，仍是其面临的主要挑战。

2026 年 10 月 16 日，不列颠哥伦比亚大学Josef Penninger、王经强等在Cell Stem Cell期刊发表了题为：Organotypic vascularization improves maturation of human stem cell-derived islets and restores normoglycemia in diabetic mice的研究论文。

该研究通过将胰岛类器官（PVO）和血管类器官（BVO）共培养，构建出了具有器官特异性毛细血管网络的血管化胰岛类器官（VPIO），该血管化体系可促进 β 细胞在体外的成熟，并增强其在低氧环境下的存活能力；将 VPIO 移植到糖尿病小鼠体内后，它们能与宿主血管系统建立功能性连接，实现了长期血糖正常化。

1 型糖尿病（T1D）是一种严重的疾病，目前全球已有超过 800 万人患病，每年新增病例约 50 万例。尽管外源性胰岛素被广泛使用，但患者仍需频繁注射，并面临长期并发症的困扰。胰岛移植可稳定血糖水平并减少高血糖，但供体胰腺资源有限。因此，由人类胚胎干细胞（hESC）和人类诱导多能干细胞（hiPSC）分化而来的胰岛类器官（PIO）成为一种有前景的替代方案。然而，移植后 48 小时内会发生大量 β 细胞死亡，部分原因是移植物血管化不足导致缺氧环境的形成。

胰岛内的毛细血管为胰岛细胞提供氧气和营养，并传递支持其功能与存活的信号。内皮细胞（EC）分泌多种营养因子，而周细胞也能促进 β 细胞成熟及葡萄糖刺激的胰岛素分泌，这凸显了这两种血管细胞类型在胰岛生物学中的关键作用。此外，主要由胰岛内皮细胞和周细胞沉积的细胞外基质（ECM）可调控 β 细胞的增殖与存活。窗孔（Fenestration）结构是胰岛内皮细胞的重要特征，有助于快速感知葡萄糖并实现激素运输。同时，胰岛内皮细胞会经历功能特化，以满足维持胰岛功能和存活所必需的细胞与代谢需求。然而，现有的体外模型尚无法完全再现这些特化的毛细血管结构。

共移植脂肪组织来源的微血管可增强胰岛移植物存活与功能，凸显了血管化的重要性。人脐静脉内皮细胞（HUVEC）也已被用于构建多种血管化类器官，包括胰岛类器官。然而，HUVEC 属于大血管内皮细胞，在体外倾向于形成粗大血管，且无法完全重现器官特异性的内皮特性。它们通常还需要基质细胞支持，从而增加了变异性和实验复杂性。因此，研究团队旨在通过工程化手段构建血管化的胰岛类器官，以更好地模拟天然胰岛并改善移植治疗结局。

在这项最新研究中，研究团队通过将胰岛类器官（PIO）与血管类器官（BVO）共培养，成功构建了血管化胰岛类器官（Vascularized Pancreatic Islet Organoid，简称为VPIO），其形成了整合结构，其中由 BVO 来源的毛细血管网络穿透进入胰岛结构。这些血管在结构上表现出胰岛特异性内皮所特有的窗孔（Fenestration）结构特征，并携带组织特异性血管的分子标志物。