生物人工胰腺的皮下移植在1型糖尿病治疗中的应用

Although intraportal islet transplantation has shown great success in the treatment of type 1 diabetes, clinical islet transplantation is still suffering from two major obstacles, including insufficient donors and the side effects of immuno-suppressive drugs. In addition, a lot of study have shown that liver is not an ideal site for islet transplantation. Because bioartificial pancreas (BAP) is an immunoisolated device, BAP transplantation can be performed without any immunosuppressive treatments and a variety of cells such as xeno-grafts can be used as donor cells. The subcutaneous spaces offer the easiest accessibility for implantation and retrievement with minimal complications, however the blood supply is inadequate. According to previous experiments,we design to use polyvinyl alcohol (PVA) as the immunoisolated material to make BAP,and use biodegradable gelatin sponge containing bFGF to induce angiogenesis in subcutaneous site before the transplantation of BAP. This project will have great value in application field, due to its ability to overcome three main problems which hinder the development of clinical islet transplantation. The success of this project must lay the firm foundation for clinical islet transplantation.

胰岛经门静脉灌注入肝脏的临床胰岛移植尽管取得了巨大的成功，但是供体不足及免疫抑制剂长期服用所致的副作用一直阻碍其进一步的发展。与此同时，越来越多的证据表明,肝脏作为胰岛的移植部位具有明显的缺点，因此，寻找新的移植部位也是刻不容缓。生物人工胰腺(BAP)利用免疫隔离的原理，在无需服用免疫抑制剂的基础上，由于异种胰岛等多种来源的细胞均可作为供体，也可解决供体不足这一问题。而皮下由于手术侵袭性小，操作简单而被广泛关注，但血供不足是其最大的问题所在。根据大量的前期实验结果，申请人拟利用生物相容性好的聚乙烯醇（PVA）作为免疫隔离材料制成新型的片状BAP，用明胶海绵包裹bFGF的方法先诱导皮下的血管新生，再将BAP植入皮下这一方法来治疗1型糖尿病。本项目的设计有着非常强的应用价值，可以同时解决困扰临床胰岛移植的三大难题，实验的成功将为临床胰岛移植打下一个非常好的实验基础，具有重要的意义。

胰岛经门静脉灌注入肝脏的临床胰岛移植尽管取得了巨大的成功，但是供体不足及免疫抑制剂长期服用所致的副作用一直阻碍其进一步的发展。与此同时，由于胰岛分离技术等的不完善导致的需多次胰岛分离方能成功完成一次胰岛移植及胰岛的长距离运输等问题的存在，胰岛分离后的胰岛保存也逐渐成为临床胰岛移植所面临的重要课题。生物人工胰腺(BAP)利用免疫隔离的原理，在无需服用免疫抑制剂的基础上，由于异种胰岛等多种来源的细胞均可作为供体，也可解决供体不足这一问题。申请人利用生物相容性好的聚乙烯醇（PVA）作为免疫隔离材料制成新型的片状 BAP，用明胶海绵包裹 bFGF 的方法先诱导皮下的血管新生，再将 BAP 植入皮下这一方法来治疗 1 型糖尿病。同时，比较了不同保存条件下胰岛的功能及生存率，找到了适合胰岛短期及长期保存的最适条件，并分析了其分子机制。我们发现在无需免疫抑制剂的条件下PVA BAP的移植即可有效缓解糖尿病动物的症状，降低血糖，增加体重，提高糖尿病小鼠的胰岛分泌能力。并且，4°CUW液保存为胰岛保存的最佳条件，其机制与HIF-1a的表达密切相关。本项目的成功有着非常强的应用价值，可以解决困扰临床胰岛移植的几个难题，具有重要的意义。