小鼠糖尿病模型(小鼠糖尿病模型建立的实验设计)

• 1、“人工胰岛”是否可行？科学家在小鼠研究模型上首获成功
• 2、不同运动干预2型糖尿病模型小鼠的肾间质纤维化
• 3、突破性进展！美国科学家用新型生物墨水3D打印出人类胰岛，为治疗Ⅰ型糖尿病带来新希望【附3D打印行业市场分析】

“人工胰岛”是否可行？科学家在小鼠研究模型上首获成功

新华社上海3月21日电(记者张建松)糖尿病是威胁人类健康的主要慢性疾病之一，由于胰岛β细胞功能失常导致胰岛素分泌不足，许多患者需要终生使用胰岛素进行治疗。能否利用自身的成体干细胞，在体外造一个“人工胰岛”？科学家在小鼠研究模型上首次获得了成功。

中国科学院分子细胞科学卓越创新中心的曾艺研究组，在实验小鼠中开展实验，成功鉴定出小鼠胰岛中的干细胞类群，并借助干细胞体外培养的方法，获得了有功能的小鼠“人工胰岛”(胰岛类器官)，为下一步人体“人工胰岛”的研究提供了理论依据和技术支持。

据介绍，研究人员在寻找胰岛中成体干细胞的过程中，在实验小鼠身上发现了一群新的细胞类别“Procr 细胞”。实验证明，这群“Procr 细胞”是小鼠胰岛中的成体干细胞，可以分化形成胰岛的全部细胞类型。

为进一步把小鼠体内的发现转化成为体外的应用，研究人员建立了一种Procr 胰岛干细胞与血管细胞共培养的3D培养体系，成功获得了有功能的小鼠胰岛类器官。

在体外“复刻”的“人工胰岛”，包含胰岛所有的细胞类型，与真正的小鼠胰岛，在功能、形态等方面都非常相似。当研究人员把这些“类器官”移植到糖尿病小鼠模型体内，小鼠的血糖水平恢复，糖尿病病征减轻。

业内专家认为，该研究首次鉴定了小鼠胰岛中成体干细胞的“身份”，回答了长期以来“成体胰岛是否存在干细胞”这一争议性问题，是干细胞基础研究的重大突破。这项工作建立的小鼠胰岛类器官培养体系，为将来能在体外获得大量有功能的人的胰岛β细胞，开拓了新的思路。

不过，需要特别强调的是，目前的研究成果，还只是在小鼠模型上取得了成功。人体的胰岛中是否也存在成体干细胞？是否也能在体外培养成胰岛？还有待进一步的探索和研究。

这项研究获得科技部、国家自然科学基金委、中科院、上海市科委等单位科研经费的支持。相关研究论文19日在国际知名学术期刊《细胞》上发表。

来源：新华网

不同运动干预2型糖尿病模型小鼠的肾间质纤维化

文题释义：

肾间质纤维化：肾小管间质纤维化作为一种严重的微血管并发症，是导致终末期肾病和2型糖尿病肾病的主因。2型糖尿病的高血糖引起血液动力学和血液流变性改变，导致肾小球高灌注、高滤过，毛细血管袢内皮细胞增生、系膜基质积累，肾小管间质纤维化加剧。

背景：2型糖尿病并发症肾间质纤维化日益高发，然而有关2型糖尿病并发症肾间质纤维化及运动对其作用的影响机制尚待揭示。

目的：探究不同方式运动对2型糖尿病小鼠肾间质纤维化的影响，及Klotho介导转化生长因子β1/Smad3途径在此过程中的调控机制。

方法：44只4周龄C57BL/6雄性小鼠，1周适应性喂养后，随机分为正常对照组和2型糖尿病造模组。利用高脂膳食和一次注射链脲佐菌素法制备2型糖尿病小鼠模型，并随机分为模型对照组、高强度间歇训练组和下坡跑组，进行8周运动干预。结束后，检测肾功能生化指标；利用苏木精-伊红染色检测肾组织微细结构变化；Masson染色检测肾间质纤维化水平；实时定量PCR检测相关因子mRNA表达；Western-blotting检测相关因子蛋白表达；免疫组织化学染色检测肾中Ⅰ型胶原蛋白的蛋白表达。

结果与结论：①与正常对照组相比，模型对照组血肌酐、尿素氮和24 h尿蛋白水平均显著升高；肾盂扩张、肾实质变窄、肾小管数量减少；胶原面积百分比升高；肾组织中Klotho mRNA和蛋白表达水平下调，转化生长因子β1、Ⅰ、Ⅲ型胶原蛋白 mRNA和蛋白表达水平上调，Smad3 mRNA和p-Smad3蛋白表达水平均显著上调；肾组织中Ⅰ型胶原蛋白的蛋白表达阳性区域显著增加；②与模型对照组相比，高强度间歇训练组Klotho、Ⅰ型胶原蛋白和Ⅲ型胶原蛋白 mRNA表达出现显著变化，转化生长因子β1和Ⅲ型胶原蛋白的蛋白表达上调；③与高强度间歇训练组相比，下坡跑组血肌酐、尿素氮和24 h尿蛋白水平下降；肾盂、肾小管、肾小球等结构病变被显著改善；胶原面积百分比显著降低；Klotho mRNA和蛋白表达上调，转化生长因子β1、Ⅰ型胶原蛋白、Ⅲ型胶原蛋白mRNA和蛋白表达水平均下调，p-Smad3蛋白表达下调；Ⅰ型胶原蛋白的蛋白表达阳性区域显著减少；④提示2型糖尿病小鼠肾间质发生了纤维化；下坡跑通过上调Klotho并抑制转化生长因子β1/Smad3途径进而改善2型糖尿病小鼠肾间质纤维化，但高强度间歇性运动的作用效果不显著。

https://orcid.org/0000-0002-3135-9409(张路遥)；https://orcid.org/0000-0002-8669-3105(杨康)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

关键词: 运动, Klotho, 转化生长因子β1, 2型糖尿病小鼠, 肾组织纤维化

引用本文: 张路遥, 杨 康. 不同运动干预2型糖尿病模型小鼠的肾间质纤维化[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(2): 200-207.

阅读更多请登录《中国组织工程研究》杂志官网

不同运动干预2型糖尿病模型小鼠的肾间质纤维化

突破性进展！美国科学家用新型生物墨水3D打印出人类胰岛，为治疗Ⅰ型糖尿病带来新希望【附3D打印行业市场分析】

近日，美国维克森林大学领衔的国际研究团队在生物打印领域实现重大突破——利用新型生物墨水3D打印出功能性人类胰岛，为治疗Ⅰ型糖尿病带来了新希望。这项成果在2025年欧洲器官移植学会大会上首次发布，被视为再生医学领域的重要成果。

胰岛是胰腺中负责分泌胰岛素等激素的细胞群，对于调节血糖水平至关重要，其功能缺陷是Ⅰ型糖尿病的根源。糖尿病患者由于胰岛功能受损，需要通过外部注射胰岛素来控制血糖。3D打印技术在生物医学领域的应用为胰岛移植和糖尿病治疗提供了新的可能性。

传统治疗依赖外部注射胰岛素，而胰岛移植因供体短缺和免疫排斥问题难以普及。此次研究中，团队采用海藻酸盐与脱细胞人类胰腺组织制成的定制生物墨水，结合CELLINK® BIOX 3D生物打印机，成功打印出高密度、结构稳定的三维胰岛。实验显示，这些人工胰岛在体外保持高细胞存活率，胰岛素分泌功能正常;植入糖尿病模型小鼠后，90天内血糖水平持续稳定，治疗效果显著。

此次突破不仅为解决胰岛供体短缺提供了方案，更验证了定制生物墨水的普适性——其结合天然聚合物的生物相容性与脱细胞外基质的结构支撑性，为组织工程和再生医学提供了新范式。未来，患者或可通过个性化3D打印获得“量身定制”的胰岛组织，彻底改变糖尿病治疗模式。

3D打印行业是一种革命性的制造技术领域，被视为未来制造业的重要发展方向之一。通过逐层叠加材料实现数字模型实体化，其革命性在于突破传统制造的复杂结构限制，并大幅降低定制化成本。近年来，该技术从工业制造向医疗、航空、建筑等领域渗透，成为全球制造业升级的核心驱动力。

在医疗领域，3D打印已应用于假肢定制、骨骼修复甚至器官芯片开发。此次胰岛打印的成功，标志着生物3D打印从“结构复制”迈向“功能再生”，为复杂器官构建奠定基础。

加州理工学院医学工程教授高伟认为，未来在人工智能的帮助下，有望实现运动器官中自主触发高精度打印，为复杂病症的治疗带来新的希望。不过，要将体内3D打印技术应用于临床实践，仍需克服在复杂人体环境中实现精准定位和打印，以及提高生物墨水的安全性和有效性等挑战。

目前，全球3D打印产业竞争激烈，中国虽起步较晚，但通过“十四五”规划对关键核心技术的重点布局，已实现后来居上。根据工信部的统计数据，2023年，中国3D打印产业规模达400亿元，同比增长25%。

前瞻产业研究院认为，随着3D打印产品在已有场景中应用规模进一步扩张，以及新场景、新应用的不断开拓，预计2029年中国3D打印设备的市场规模将超1200亿元，2024-2029年复合年均增长率约为19.5%。

前瞻经济学人APP资讯组

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国3D打印行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》

同时前瞻产业研究院还提供产业新赛道研究、投资可行性研究、产业规划、园区规划、产业招商、产业图谱、产业大数据、智慧招商系统、行业地位证明、IPO咨询/募投可研、专精特新小巨人申报、十五五规划等解决方案。如需转载引用本篇文章内容，请注明资料来源（前瞻产业研究院）。

更多深度行业分析尽在【前瞻经济学人APP】，还可以与500 经济学家/资深行业研究员交流互动。更多企业数据、企业资讯、企业发展情况尽在【企查猫APP】，性价比最高功能最全的企业查询平台。