1 型糖尿病（T1D）的核心治疗需求是重建血糖调控的胰岛素分泌功能，基于生物材料的封装胰岛或 β 细胞植入物被视为理想方案。然而，免疫细胞浸润引发的自身免疫攻击、移植物周围纤维化形成以及局部缺氧微环境，三者共同导致 β 细胞存活期短，严重限制了该类植入物的临床应用转化。程序性死亡配体 – 1（PD-L1）具备诱导 T 细胞耗竭的独特功能，可为 β 细胞构建免疫保护屏障，抵御自身免疫攻击，为解决这一难题提供了关键靶点。
本研究创新性地设计了一种复合海藻酸水凝胶植入物，核心组件包括过表达 PD-L1 的 β 细胞微球（PD-L1 β-MCSs）与小球藻，构建成 PD-L1-β 细胞微球人工胰腺（PD-L1-β-MCSs aPancreas），旨在实现 T1D 高血糖的长效精准控制。体外实验证实，该系统展现出双重核心功能：一方面，PD-L1-β 细胞分泌的外泌体可高效诱导 T 细胞耗竭，同时将具有促炎特性的巨噬细胞极化为抗炎修复表型（M2 型），从源头抑制免疫攻击和炎症反应；另一方面，PD-L1 β-MCSs 保留了 β 细胞的葡萄糖敏感性，能够根据环境葡萄糖浓度变化规律性分泌胰岛素，实现血糖依赖性的精准调控。
体内移植实验进一步验证了该人工胰腺的治疗效能。移植后，PD-L1-β-MCSs aPancreas 可快速且显著缓解 T1D 模型小鼠的高血糖状态，其关键机制在于 PD-L1 介导的免疫调节作用：有效减少移植部位 CD4+ T 细胞、CD8+ T 细胞的浸润，降低促炎因子释放，同时抑制 M1 型巨噬细胞富集，显著减轻移植物周围的炎症反应和纤维化沉积，为 β 细胞存活创造了稳定的局部微环境。
尤为重要的是，小球藻的引入解决了长期困扰细胞植入物的缺氧问题。小球藻通过光合作用持续产生氧气，直接缓解移植部位的局部缺氧，改善 β 细胞的代谢微环境，避免缺氧导致的细胞功能衰退和死亡。这种 “氧气补充 + 免疫调节” 的双重作用机制，使得接受移植的小鼠实现了血糖的长期稳定正常，显著延长了移植物的有效功能周期，突破了传统封装植入物存活期短的核心瓶颈。
该研究通过 PD-L1 介导的免疫保护、β 细胞的葡萄糖响应性胰岛素分泌以及小球藻的氧合作用三者协同，为 T1D 治疗提供了兼具免疫兼容、功能精准和长效稳定特性的新型植入物方案，为推动细胞替代疗法在 T1D 治疗中的临床应用奠定了重要基础。
原文链接：Artificial pancreas with engineered β cell microspheres overexpressing PD-L1 and algae ameliorate type 1 diabetes
