用免疫排斥蛋白包裹人干细胞衍生的β细胞可延长功能和存活

将人类干细胞衍生的β细胞包裹在用一种驱除关键免疫细胞的蛋白质制成的微胶囊中，可以恢复糖尿病小鼠的葡萄糖代谢并保护细胞免受免疫系统的攻击，防止炎症纤维组织的积聚，这种组织一直困扰着以前的封装β试验细胞。马萨诸塞州综合医院(MGH)的一个研究小组报告了他们在美国移植杂志上的研究结果。

“当胰岛被封装在标准凝胶胶囊中时，炎性异物反应导致细胞过度生长，使包裹的细胞”窒息“，导致它们失败，”MGH疫苗和免疫治疗中心的主要作者David Alagpulinsa博士说。“我们发现将免疫驱避蛋白CXCL12混合到胶囊凝胶中可防止这种过度生长，从而延长细胞的存活和功能。”

疫苗和免疫治疗中心主任Mark Poznansky博士(本报告的高级作者)领导的2015年研究描述了含有CXCL12的胶囊如何保护从非糖尿病小鼠或猪中获得的胰岛β细胞免于植入糖尿病后的免疫系统排斥老鼠。封装的胰岛恢复了对动物的长期血糖控制，并且CXCL12的存在显示出排斥与排斥过程相关的T细胞，同时吸引可以抑制移植部位的免疫应答的调节性T细胞。

目前的研究使用由人类多能干细胞产生的产生胰岛素的β细胞，该方案由Harvard干细胞研究所研究人员开发，由Douglas Melton博士领导，他是当前研究的共同作者。在移植到糖尿病小鼠中之前，将这些人SC-β细胞用低水平或高水平的CXCL12包封。在整个研究期间，动物未接受免疫抑制药物。

在接受低剂量CXCL12微囊的小鼠中，血糖水平在两天内变得正常，而接受高剂量CXCL12微囊的动物平均7天未达到正常葡萄糖水平。然而，平均而言，低剂量CXCL12微囊在移植后第100天失败或被排斥，而高剂量CXCL12微囊中的人SC-β细胞存活并且在移植后154天持续完全发挥作用，此时实验是终止。对那时除去的微胶囊的检查发现功能性SC-β细胞，并且在含有高CXCL12剂量的胶囊上几乎没有细胞过度生长。相反，低剂量CXCL12胶囊具有显着的过度生长并且没有剩余的功能性SC-β细胞;在不含CXCL12的胶囊上观察到最大量的过度生长。

“高水平的CXCL12支持β细胞功能并且对抗免疫反应和异物反应的保护时间明显长于较低的CXCL12浓度，”哈佛医学院医学副教授波兹南斯基说。“我们之前探讨了这种效应的浓度依赖性，并展示了它如何与不同水平的CXCL12或类似蛋白质对免疫和炎症细胞中特定信号通路的差异激活有关。通过青少年糖尿病的持续支持研究基金会，我们目前正在探索1型糖尿病大型动物模型中的这种机制和新的治疗方法。“

Alagpulinsa补充说，“与以前的研究不同，本研究使用人类β细胞，所有元素都具有生物相容性，这应该有助于开发该产品的临床版本。干细胞衍生的β细胞可以无限量生成来自患有和不患有1型糖尿病的个体，CXCL12是一种通常在体内胰岛中产生的蛋白质。“

与Melton一起，美国移植杂志的共同作者是MGH疫苗和免疫治疗中心的Jenny Cao，Riley Driscoll，Ruxandra Sirbulescu，博士，Madeline Penson，Marinko Sremac博士和Timothy Brauns，MBA。James Markmann博士，医学博士，MGH移植服务中心;和哈佛干细胞研究所的Elise Engquist。