再生醫(yī)學里程碑！上海九院李青峰/黃如林團隊全球首次實現(xiàn)脂肪跨胚層再生，登上中國工程院院刊 Engineering

編輯丨王多魚

排版丨水成文

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

針對這一難題，上海交通大學醫(yī)學院附屬第九人民醫(yī)院整復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：在不需要細胞層面的操作條件下，直接激活成人脂肪組織的內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)學從“細胞操作”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：通過機械乳化結合懸浮培養(yǎng)，完整保留脂肪組織中多類細胞的生態(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)避細胞層面操作導致的基因組不穩(wěn)定風險；

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

3、臨床安全雙保障：重編程全程無細胞多能態(tài)和傳代的過渡，體內長期試驗無致瘤性；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，其固有的脂質儲備則提供了重要的能量代謝基礎；另一方面，它包含多種具有顯著生物活性的細胞組分，賦予其免疫調節(jié)、組織修復和分泌功能的潛力。

正是基于對脂肪組織在“組織層面”獨特雙重屬性的深刻認識，研究團隊聚焦組織整體結構，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。通過處理人皮下脂肪抽吸物，在超低附著培養(yǎng)體系中經懸浮培養(yǎng)，成功促使處理后的脂肪自聚集化，形成具有三維結構的活性微組織。該組織表面富含 Ki67 陽性增殖態(tài)成纖維細胞，細胞外基質（ECM）呈現(xiàn)基質表型轉化（層粘連蛋白/纖連蛋白顯著增加），DNA 含量同步提升。

流式細胞術分析顯示，4 毫米直徑的重新聚合的微脂肪（RMF）顆粒中的間充質干細胞（MSC；CD45-CD73?CD90?）比例達 66.1%，遠超天然脂肪組織，同時保留高比例周細胞、內皮祖細胞及天然微環(huán)境。單細胞測序鑒定出 8 個細胞簇，其中脂肪來源干細胞占比 97.17%，轉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）與分化相關基因，證實三維培養(yǎng)比傳統(tǒng)二維擴增更能維持細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：經兩階段誘導成功構建的功能性人源化骨髓類器官植入 NPSG 小鼠皮下后，經歷漸進性骨化重塑：第 2 周形成軟骨主導結構，6-12 周發(fā)育為約 30mm3 骨化中心（hOssicles），12 周時精準模擬天然骨髓微環(huán)境——骨小梁旁分布 OCN?成骨細胞與 TRAP? 破骨細胞，血管周富集 CD146? 基質細胞及LepR? MSC，人源特異性 hNuMA? 細胞廣泛分布于骨/血管/基質體系；其造血支持能力顯著優(yōu)于天然組織，移植人臍血 CD34? 細胞后人 CD45? 細胞嵌合率達 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 產量顯著提升，二次移植證實 hOssicles 來源 hCD34? 細胞具有更高植入率及 HSC 維持能力。

經四階段定向分化（內胚層→胰腺祖細胞→內分泌祖細胞→β細胞）構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 細胞）；單細胞測序鑒定其含 β 樣（INS?）、α樣（GCG?）、δ樣（SST?）、γ樣（PPY?）細胞群，轉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，兩周內血糖恢復穩(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 倍且應答加速，移植物血管化程度顯著提升（HIF1α? 細胞減少 81.5%），功能性 β 樣細胞比例增至 18.63%，實現(xiàn) 91 天長期血糖調控。

經兩階段神經誘導（FGF-2/EGF培養(yǎng)基形成神經球→譜系分化），神經球階段Nestin陽性率>85%且部分細胞共表達 Ki67 及 SOX2/PAX6/FOXG1 神經轉錄因子，分化后獲得神經元譜系（NeuN?TUJ1?MAP2?）與神經膠質譜系（GFAP?S100β?）；qRT-PCR 全程驗證神經球階段干性基因（PAX6/SOX2/FOXG1/Nestin）表達上調 > 8 倍，神經元分化期標志物（NSE/MAP2/TUJ1/NEFL/NEFM）提升 > 6 倍，膠質分化期基因（GFAP/S100B）上調 > 5 倍，首次實現(xiàn)脂肪組織向功能性神經樣組織的跨胚層轉化。該技術體系為血液疾病建模、糖尿病細胞治療及神經修復提供了三大革新性平臺。

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

上海交通大學醫(yī)學院附屬第九人民醫(yī)院整復外科李青峰教授、澳門科技大學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基金、上海市科學技術委員會上海市整形重建外科臨床研究中心、上海市整形與修復重建臨床醫(yī)學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