再生医学里程碑！上海九院李青峰/黄如林团队全球首次实现脂肪跨胚层再生，登上中国工程院院刊 Engineering

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

类器官是具有重大应用潜力的未来医疗的技术，传统类器官构建技术依赖细胞层面的复杂操作，通过将组织消化为单细胞，再对这些细胞进行体外扩增与遗传修饰赋予多能性，最终将改造后的细胞重聚为类器官。这种“组织→干细胞→分化细胞→新组织”的间接重构过程，不仅不可逆地损伤细胞所处的微环境，更伴随基因组不稳定性，这些引发的致瘤风险及异体移植的免疫排斥风险，是临床转化的核心瓶颈。

针对这一难题，上海交通大学医学院附属第九人民医院整复外科李青峰教授团队在中国工程院院刊Engineering杂志发表了题为：Direct Differentiation of Human Adult Adipose Tissue into Multilineage Functional Organoids的突破性研究论文。

该研究首创了“组织→新组织”重编程新范式：在不需要细胞层面的操作条件下，直接激活成人脂肪组织的内源性跨胚层分化潜能，生成多种功能性类器官，推动再生医学从“细胞操作”到“组织直接再生”的范式跃迁。

这一原创性的发现具有的三大突破性优势：

1、组织层面重编程：通过机械乳化结合悬浮培养，完整保留脂肪组织中多类细胞的生态位和相互间的协同稳态，实现组织整体命运重编程，规避细胞层面操作导致的基因组不稳定风险；

2、胚层限制被突破：首次将脂肪组织定向分化为：内胚层功能性胰岛类器官（体内逆转糖尿病小鼠的高糖状态）与外胚层神经样组织（TUJ1+/GFAP+ 阳性率＞85%）；

3、临床安全双保障：重编程全程无细胞多能态和传代的过渡，体内长期试验无致瘤性；患者自体来源的脂肪组织生成功能性类器官，自体移植，形成患者个性化定制安全的再生疗法。

在长期的临床移植观察中发现，脂肪组织远非单纯的储能器官，其本身即是一个蕴含丰富生物活性的动态微系统。脂肪组织在组织层面展现出强大的生理活性：一方面，其固有的脂质储备则提供了重要的能量代谢基础；另一方面，它包含多种具有显著生物活性的细胞组分，赋予其免疫调节、组织修复和分泌功能的潜力。

正是基于对脂肪组织在“组织层面”独特双重属性的深刻认识，研究团队聚焦组织整体结构，开发一种能利用并维持其天然微环境完整性的创新技术。通过处理人皮下脂肪抽吸物，在超低附着培养体系中经悬浮培养，成功促使处理后的脂肪自聚集化，形成具有三维结构的活性微组织。该组织表面富含 Ki67 阳性增殖态成纤维细胞，细胞外基质（ECM）呈现基质表型转化（层粘连蛋白/纤连蛋白显著增加），DNA 含量同步提升。

流式细胞术分析显示，4 毫米直径的重新聚合的微脂肪（RMF）颗粒中的间充质干细胞（MSC；CD45-CD73⁺CD90⁺）比例达 66.1%，远超天然脂肪组织，同时保留高比例周细胞、内皮祖细胞及天然微环境。单细胞测序鉴定出 8 个细胞簇，其中脂肪来源干细胞占比 97.17%，转录谱与天然脂肪组织高度相似。拟时序轨迹分析揭示特有 ASPC-2/3 亚群处于中间分化状态，高表达干性基因（SPON2、HTRA1）与分化相关基因，证实三维培养比传统二维扩增更能维持细胞天然表型与再生潜能。

研究证实，RMF 具有强大的跨胚层分化潜能：经两阶段诱导成功构建的功能性人源化骨髓类器官植入 NPSG 小鼠皮下后，经历渐进性骨化重塑：第 2 周形成软骨主导结构，6-12 周发育为约 30mm³ 骨化中心（hOssicles），12 周时精准模拟天然骨髓微环境——骨小梁旁分布 OCN⁺成骨细胞与 TRAP⁺ 破骨细胞，血管周富集 CD146⁺ 基质细胞及LepR⁺ MSC，人源特异性 hNuMA⁺ 细胞广泛分布于骨/血管/基质体系；其造血支持能力显著优于天然组织，移植人脐血 CD34⁺ 细胞后人 CD45⁺ 细胞嵌合率达 67.12%（对照组鼠股骨仅24.55%），HSC/HPC 数量倍增，体外集落实验中 BFU-E/CFU-GM 产量显著提升，二次移植证实 hOssicles 来源 hCD34⁺ 细胞具有更高植入率及 HSC 维持能力。

经四阶段定向分化（内胚层→胰腺祖细胞→内分泌祖细胞→β细胞）构建的胰岛类器官在最终阶段获得 20.15% CP⁺NKX6.1⁺ 功能性 β 样细胞（平均每器官含 3000 个），葡萄糖刺激下胰岛素分泌量提升 3.14 倍（0.74→2.31 μIU/10³ 细胞）；单细胞测序鉴定其含 β 样（INS⁺）、α样（GCG⁺）、δ样（SST⁺）、γ样（PPY⁺）细胞群，转录谱与天然胰岛高度相似；移植 42-48 枚类器官至糖尿病模型鼠肾包膜下，两周内血糖恢复稳态并维持 12 周正常体重，葡萄糖刺激后血清人胰岛素分泌量增加 1.6 倍且应答加速，移植物血管化程度显著提升（HIF1α⁺ 细胞减少 81.5%），功能性 β 样细胞比例增至 18.63%，实现 91 天长期血糖调控。

经两阶段神经诱导（FGF-2/EGF培养基形成神经球→谱系分化），神经球阶段Nestin阳性率>85%且部分细胞共表达 Ki67 及 SOX2/PAX6/FOXG1 神经转录因子，分化后获得神经元谱系（NeuN⁺TUJ1⁺MAP2⁺）与神经胶质谱系（GFAP⁺S100β⁺）；qRT-PCR 全程验证神经球阶段干性基因（PAX6/SOX2/FOXG1/Nestin）表达上调 > 8 倍，神经元分化期标志物（NSE/MAP2/TUJ1/NEFL/NEFM）提升 > 6 倍，胶质分化期基因（GFAP/S100B）上调 > 5 倍，首次实现脂肪组织向功能性神经样组织的跨胚层转化。该技术体系为血液疾病建模、糖尿病细胞治疗及神经修复提供了三大革新性平台。

脂肪组织作为“天然干细胞仓库”，每年全球抽脂手术可获取数吨生物材料。这项技术让患者用自身脂肪“定制”器官成为可能，为糖尿病、血液病、神经损伤提供安全、经济、可规模化的治疗新策略！据悉，研究团队已启动糖尿病治疗的临床转化研究，未来有望实现“抽脂减肥治大病”的再生医学新篇章！

上海交通大学医学院附属第九人民医院整复外科李青峰教授、澳门科技大学张康教授为论文共同通讯作者，李青峰团队成员黄如林教授、杨京博士、阎羽欣博士为论文共同第一作者。该研究获得国家自然科学基金、上海市科学技术委员会上海市整形重建外科临床研究中心、上海市整形与修复重建临床医学研究中心项目等基金资助。

论文链接：

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