編輯丨王多魚

排版丨水成文

類器官是具有重大應(yīng)用潛力的未來醫(yī)療的技術(shù)，傳統(tǒng)類器官構(gòu)建技術(shù)依賴細(xì)胞層面的復(fù)雜操作，通過將組織消化為單細(xì)胞，再對這些細(xì)胞進行體外擴增與遺傳修飾賦予多能性，最終將改造后的細(xì)胞重聚為類器官。這種“組織→干細(xì)胞→分化細(xì)胞→新組織”的間接重構(gòu)過程，不僅不可逆地?fù)p傷細(xì)胞所處的微環(huán)境，更伴隨基因組不穩(wěn)定性，這些引發(fā)的致瘤風(fēng)險及異體移植的免疫排斥風(fēng)險，是臨床轉(zhuǎn)化的核心瓶頸。

針對這一難題，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院整復(fù)外科李青峰教授團隊在中國工程院院刊Engineering雜志發(fā)表了題為：Direct Differentiation of Human Adult Adipose Tissue into Multilineage Functional Organoids的突破性研究論文。

該研究首創(chuàng)了“組織→新組織”重編程新范式：在不需要細(xì)胞層面的操作條件下，直接激活成人脂肪組織的內(nèi)源性跨胚層分化潛能，生成多種功能性類器官，推動再生醫(yī)學(xué)從“細(xì)胞操作”到“組織直接再生”的范式躍遷。

這一原創(chuàng)性的發(fā)現(xiàn)具有的三大突破性優(yōu)勢：

1、組織層面重編程：通過機械乳化結(jié)合懸浮培養(yǎng)，完整保留脂肪組織中多類細(xì)胞的生態(tài)位和相互間的協(xié)同穩(wěn)態(tài)，實現(xiàn)組織整體命運重編程，規(guī)避細(xì)胞層面操作導(dǎo)致的基因組不穩(wěn)定風(fēng)險；

2、胚層限制被突破：首次將脂肪組織定向分化為：內(nèi)胚層功能性胰島類器官（體內(nèi)逆轉(zhuǎn)糖尿病小鼠的高糖狀態(tài)）與外胚層神經(jīng)樣組織（TUJ1+/GFAP+ 陽性率＞85%）；

3、臨床安全雙保障：重編程全程無細(xì)胞多能態(tài)和傳代的過渡，體內(nèi)長期試驗無致瘤性；患者自體來源的脂肪組織生成功能性類器官，自體移植，形成患者個性化定制安全的再生療法。

在長期的臨床移植觀察中發(fā)現(xiàn)，脂肪組織遠(yuǎn)非單純的儲能器官，其本身即是一個蘊含豐富生物活性的動態(tài)微系統(tǒng)。脂肪組織在組織層面展現(xiàn)出強大的生理活性：一方面，其固有的脂質(zhì)儲備則提供了重要的能量代謝基礎(chǔ)；另一方面，它包含多種具有顯著生物活性的細(xì)胞組分，賦予其免疫調(diào)節(jié)、組織修復(fù)和分泌功能的潛力。

正是基于對脂肪組織在“組織層面”獨特雙重屬性的深刻認(rèn)識，研究團隊聚焦組織整體結(jié)構(gòu)，開發(fā)一種能利用并維持其天然微環(huán)境完整性的創(chuàng)新技術(shù)。通過處理人皮下脂肪抽吸物，在超低附著培養(yǎng)體系中經(jīng)懸浮培養(yǎng)，成功促使處理后的脂肪自聚集化，形成具有三維結(jié)構(gòu)的活性微組織。該組織表面富含 Ki67 陽性增殖態(tài)成纖維細(xì)胞，細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）呈現(xiàn)基質(zhì)表型轉(zhuǎn)化（層粘連蛋白/纖連蛋白顯著增加），DNA 含量同步提升。

流式細(xì)胞術(shù)分析顯示，4 毫米直徑的重新聚合的微脂肪（RMF）顆粒中的間充質(zhì)干細(xì)胞（MSC；CD45-CD73?CD90?）比例達 66.1%，遠(yuǎn)超天然脂肪組織，同時保留高比例周細(xì)胞、內(nèi)皮祖細(xì)胞及天然微環(huán)境。單細(xì)胞測序鑒定出 8 個細(xì)胞簇，其中脂肪來源干細(xì)胞占比 97.17%，轉(zhuǎn)錄譜與天然脂肪組織高度相似。擬時序軌跡分析揭示特有 ASPC-2/3 亞群處于中間分化狀態(tài)，高表達干性基因（SPON2、HTRA1）與分化相關(guān)基因，證實三維培養(yǎng)比傳統(tǒng)二維擴增更能維持細(xì)胞天然表型與再生潛能。

研究證實，RMF 具有強大的跨胚層分化潛能：經(jīng)兩階段誘導(dǎo)成功構(gòu)建的功能性人源化骨髓類器官植入 NPSG 小鼠皮下后，經(jīng)歷漸進性骨化重塑：第 2 周形成軟骨主導(dǎo)結(jié)構(gòu)，6-12 周發(fā)育為約 30mm3 骨化中心（hOssicles），12 周時精準(zhǔn)模擬天然骨髓微環(huán)境——骨小梁旁分布 OCN?成骨細(xì)胞與 TRAP? 破骨細(xì)胞，血管周富集 CD146? 基質(zhì)細(xì)胞及LepR? MSC，人源特異性 hNuMA? 細(xì)胞廣泛分布于骨/血管/基質(zhì)體系；其造血支持能力顯著優(yōu)于天然組織，移植人臍血 CD34? 細(xì)胞后人 CD45? 細(xì)胞嵌合率達 67.12%（對照組鼠股骨僅24.55%），HSC/HPC 數(shù)量倍增，體外集落實驗中 BFU-E/CFU-GM 產(chǎn)量顯著提升，二次移植證實 hOssicles 來源 hCD34? 細(xì)胞具有更高植入率及 HSC 維持能力。

經(jīng)四階段定向分化（內(nèi)胚層→胰腺祖細(xì)胞→內(nèi)分泌祖細(xì)胞→β細(xì)胞）構(gòu)建的胰島類器官在最終階段獲得 20.15% CP?NKX6.1? 功能性 β 樣細(xì)胞（平均每器官含 3000 個），葡萄糖刺激下胰島素分泌量提升 3.14 倍（0.74→2.31 μIU/103 細(xì)胞）；單細(xì)胞測序鑒定其含 β 樣（INS?）、α樣（GCG?）、δ樣（SST?）、γ樣（PPY?）細(xì)胞群，轉(zhuǎn)錄譜與天然胰島高度相似；移植 42-48 枚類器官至糖尿病模型鼠腎包膜下，兩周內(nèi)血糖恢復(fù)穩(wěn)態(tài)并維持 12 周正常體重，葡萄糖刺激后血清人胰島素分泌量增加 1.6 倍且應(yīng)答加速，移植物血管化程度顯著提升（HIF1α? 細(xì)胞減少 81.5%），功能性 β 樣細(xì)胞比例增至 18.63%，實現(xiàn) 91 天長期血糖調(diào)控。

經(jīng)兩階段神經(jīng)誘導(dǎo)（FGF-2/EGF培養(yǎng)基形成神經(jīng)球→譜系分化），神經(jīng)球階段Nestin陽性率>85%且部分細(xì)胞共表達 Ki67 及 SOX2/PAX6/FOXG1 神經(jīng)轉(zhuǎn)錄因子，分化后獲得神經(jīng)元譜系（NeuN?TUJ1?MAP2?）與神經(jīng)膠質(zhì)譜系（GFAP?S100β?）；qRT-PCR 全程驗證神經(jīng)球階段干性基因（PAX6/SOX2/FOXG1/Nestin）表達上調(diào) > 8 倍，神經(jīng)元分化期標(biāo)志物（NSE/MAP2/TUJ1/NEFL/NEFM）提升 > 6 倍，膠質(zhì)分化期基因（GFAP/S100B）上調(diào) > 5 倍，首次實現(xiàn)脂肪組織向功能性神經(jīng)樣組織的跨胚層轉(zhuǎn)化。該技術(shù)體系為血液疾病建模、糖尿病細(xì)胞治療及神經(jīng)修復(fù)提供了三大革新性平臺。

脂肪組織作為“天然干細(xì)胞倉庫”，每年全球抽脂手術(shù)可獲取數(shù)噸生物材料。這項技術(shù)讓患者用自身脂肪“定制”器官成為可能，為糖尿病、血液病、神經(jīng)損傷提供安全、經(jīng)濟、可規(guī)?；?/b>的治療新策略！據(jù)悉，研究團隊已啟動糖尿病治療的臨床轉(zhuǎn)化研究，未來有望實現(xiàn)“抽脂減肥治大病”的再生醫(yī)學(xué)新篇章！

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院整復(fù)外科李青峰教授、澳門科技大學(xué)張康教授為論文共同通訊作者，李青峰團隊成員黃如林教授、楊京博士、閻羽欣博士為論文共同第一作者。該研究獲得國家自然科學(xué)基金、上海市科學(xué)技術(shù)委員會上海市整形重建外科臨床研究中心、上海市整形與修復(fù)重建臨床醫(yī)學(xué)研究中心項目等基金資助。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.eng.2025.06.031