DOI:10.1016/j.gene.2020.145333

长期以来，组织工程相关技术一直被用于改善糖尿病治疗方法的各种要素，以达到更好的疗效。所合成的构建体包括具有适当降解速率的聚合物支架，其可产生与身体相容的组分，以及能够充分产生胰岛样细胞的多能细胞。在这项研究中，通过静电纺丝法制备了PHBV纳米纤维。在确认其三维结构、纤维尺寸和无毒性后，以组织培养聚苯乙烯（TCPS）为对照，对诱导多能干细胞（iPSCs）在PHBV纳米纤维上生长期间的胰岛素生成细胞（IPC）分化潜能进行了评估。SEM分析证实了所制备支架的3D纳米纤维结构。与TCPS上培养的细胞相比，PHBV纳米纤维上培养的iPSCs的存活率显著提高，这是纳米纤维无毒性的证据。此外，与TCPS上培养的细胞相比，PHBV纳米纤维上分化的iPSCs中的胰岛素和C肽分泌水平明显升高。此外，基因转录水平和翻译结果显示，在PHBV纳米纤维上生长的IPC分化iPSCs中，胰岛素、Glut-2和Pdx-1基因以及胰岛素蛋白明显高于在TCPS上生长的细胞。综上所述，这些结果超出了以往的报道数据，表明iPSCs-PHBV作为一种有前途的细胞-共聚物结构，有望用于糖尿病患者的胰腺组织工程治疗中。

图1.人iPSCs菌落在灭活的饲养层上生长一周后的照片（A），在分化培养基下生长三周后产生的胰岛样团簇的照片（B）。使用扫描电子显微镜（SEM）对所制备的支架进行结构和形态评估：PHBV纳米纤维支架在两种放大倍数（C和D）下的SEM图像。

图2.在分化培养基下人诱导多能干细胞（iPSCs）在PHBV纳米纤维支架上生长的两种放大倍率（A和B）SEM图像。使用MTT分析法评估所制备纳米纤维支架的生物相容性：在基础培养基下于21天内在PHBV纳米纤维支架和组织培养聚苯乙烯（TCPS）上生长的人诱导多能干细胞（iPSCs）的活性分析，*p＜0.05和**p＜0.01（C）。

图3.使用基因表达对在2D和3D底物上培养的人诱导多能干细胞（iPSCs）的IPC分化潜能进行评估：在分化培养基下的第21天，由实时RT-PCR获得的在PHBV纳米纤维支架和组织培养聚苯乙烯（TCPS）上生长的人iPSCs中pdx-1、胰岛素和Glut2基因的结果，*p＜0.05和**p＜0.01。

图4.使用功能性分泌测定法对在2D和3D底物上培养的人诱导多能干细胞（iPSC）的IPC分化潜能进行评估：在分化培养基下的第21天，在PHBV纳米纤维支架和组织培养聚苯乙烯（TCPS）上生长的人诱导多能干细胞（iPSCs）对5.5-25mM不同葡萄糖浓度响应的胰岛素和C肽分泌测量结果，*p＜0.05和**p＜0.01。

图5.使用免疫细胞化学（ICC）对在2D和3D底物上培养的人诱导多能干细胞（iPSCs）的胰岛素蛋白表达进行评估：在分化培养基下的第21天，由免疫细胞化学（ICC）获得的在PHBV纳米纤维支架（D）和组织培养聚苯乙烯（TCPS）（B）上生长的人诱导多能干细胞（iPSCs）中胰岛素蛋白的结果。还对TCPS（A）和PHBV（C）组的细胞核进行了DAPI染色。使用Image-J软件量化的ICC图像（E），*p＜0.05和**p＜0.01。