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在1型糖尿病治疗领域，科学家们长期以来一直希望将功能胰岛细胞移植到患者体内，以实现治愈。但免疫系统排斥的危险成为横亘在他们面前的障碍。近日，一支来自佐治亚理工学院（Georgia Tech）、路易斯维尔大学（the University of Louisville）和密西根大学（the University of Michigan）的研究团队将胰岛和一种水凝胶移植到了糖尿病小鼠模型中，这种水凝胶可以帮助免疫细胞接受外来移植物。这一成果发表在著名期刊《Nature Materials》上。

▲含有胰岛细胞水凝胶的多孔板（图片来源：Georgia Tech）

1型糖尿病是由免疫系统破坏胰岛细胞引起的。目前的标准治疗方法包括频繁注射胰岛素，因为患者自身的胰岛不再产生胰岛素。虽然1型糖尿病患者可以通过胰岛细胞移植进行实验性治疗，但几年后仍然会产生排斥反应，即使患者使用抑制免疫反应的药物。他们迫切地需要一种可以永久治愈疾病的方法，从而消除对胰岛素的终生依赖。

此次报道的新方法采用了可呈现Fas配体（FasL）的合成水凝胶颗粒（microgels），这是一种可以“训练”T效应细胞接受胰岛而不产生排斥反应的蛋白质。在移植手术前，研究者将这种水凝胶颗粒与胰岛混合。然后将这些细胞置入小鼠的肾脏和腹部脂肪垫中。这些小鼠在接受移植物后的至少200天内，都没有出现排斥。如果将这种方法应用于人类，患者将可能在不需要长期免疫抑制药物的情况下治疗糖尿病。

胰岛移植的另一个问题是，它们常常失去血管而不能正确植入患者体内。佐治亚理工学院机械工程系教授Andrés García博士的实验室已经表明，他们可以刺激移植到小鼠脂肪垫中的细胞的血管生成。而在人类中，移植物可以被置入网膜，这是一种类似于小鼠脂肪垫的组织。

▲佐治亚理工学院机械工程系教授Andrés García博士（图片来源：Georgia Tech）

“帮助胰岛细胞移植的药物对患者是有害的。临床试验显示，胰岛移植是有效的，但几年后，还是会发生排斥反应，”García博士说：“（这种新方法的）关键技术进步是能够使这种可以诱导免疫接受的材料与胰岛混合，并一起移植。我们可以在实验室中制造这一生物材料，并将它运送到需要进行移植的场所，使它成为一种即用型（off-the-shelf）治疗剂。”

路易斯维尔大学的Haval Shirwan博士在一份声明中说：“我们已经能够证明，我们可以制造出一种生物材料，来打破身体拒绝移植的意愿，同时不需要患者持续使用标准的免疫抑制治疗。我们预计进一步的研究将证明它在多种移植类型中的潜在应用，包括骨髓移植和实体器官移植。”

目前，研究小组正在非人类灵长类动物中测试他们的水凝胶胰岛移植方法。他们认为，如果这种方法有效，那么未来将可以广泛应用于糖尿病患者。

我们期待1型糖尿病患者能迎来更多可以有效治疗疾病的新方法，也希望人类终有一天能攻克1型糖尿病。

参考资料：

[1] Hydrogel could enable pancreatic islet transplants for diabetes

[2] Biomaterial particles educate immune system to accept transplanted islets