胰岛移植可以治愈糖尿病,但需要有足够数量的高质量胰岛。低温保存可以解决胰岛供应链的挑战,因为它可以实现质量控制的银行和捐赠者胰岛的汇集。不幸的是,低温保存并没有成功地实现这一目标,因为它必须同时提供高恢复性、活力、功能和可扩展性。有鉴于此,美国明尼苏达大学的Erik B. Finger等研究人员,发现胰岛玻璃化冷冻保存实现较高的存活率、功能、恢复力和临床移植可扩展性。
本文要点
1)通过全面优化冷冻保护剂(CPA)成分、CPA装载和卸载条件以及玻璃化和复温(VR)的方法,研究人员在小鼠、猪、人和人类干细胞(SC)衍生的β细胞(SC-β)小鼠中实现这一目标。
2)相对于对照组,玻璃化后的胰岛存活率,小鼠为90.5%,SC-β为92.1%,猪为87.2%,人为87.4%,并且在至少9个月的低温保存中保持不变。
3)VR胰岛具有正常的宏观、微观和超微结构的形态。线粒体膜电位和三磷酸腺苷(ATP)水平略有下降,但所有其他的细胞呼吸措施,包括产生ATP的耗氧率(OCR),都没有变化。
4)VR胰岛在体外和体内具有正常的葡萄糖刺激的胰岛素分泌(GSIS)功能。猪和SC-β胰岛在异种移植模型中制造胰岛素,而小鼠胰岛在同种移植模型中得以测试,在移植后24-48小时内,92%的接受者治愈了糖尿病。在150天内,血糖控制效果极佳。
5)最后,这个方法处理了2500个胰岛,胰岛恢复率>95%,解冻后存活率>89%,并且可以随时扩大规模以提高产量。
本文研究结果表明,现在可以用低温保存来提供所需的胰岛来改善移植结果,从而治愈糖尿病。
参考文献:
Li Zhan, et al. Pancreatic islet cryopreservation by vitrification achieves high viability, function, recovery and clinical scalability for transplantation. Nature Medicine, 2022.
DOI:10.1038/s41591-022-01718-1
https://www.nature.com/articles/s41591-022-01718-1