尽管胰岛移植已被证明1型糖尿病（T1DM）标准疗法的巨大潜力，但这种方法仍然受到移植后早期缺血、缺氧和血管重建不良以及炎症和终身宿主免疫排斥的限制。
原代培养和传代hAMSC形成单层贴壁细胞，呈梭形、成纤维细胞样形态，hAMSC对胚胎干细胞标志物和MSCs标志物呈阳性，通过荧光显微镜下GFP表达情况评估慢病毒转染效率，经嘌呤霉素筛选后，95%以上的感染hAMSCs呈GFP阳性。体外，hAMSCs和GFP-Luc-hAMSCs在成骨和成脂分化条件下均能诱导分化为成骨细胞和脂肪细胞。这些结果表明，GFP和荧光素酶的转染对hAMSCs的特性没有影响。
2.hAMSC-胰岛类器官的体外形成和评估
将GFP-Luc-hAMSC与完整小鼠胰岛以250:1的比例混合，然后接种在3D琼脂糖模式化微孔中，24小时后，hAMSC逐渐聚集在胰岛周围并形成均匀的hAMSC层，表明成功生成hAMSC-胰岛类器官。在hAMSC-胰岛类器官中未观察到明显的细胞凋亡，胰岛和hAMSC-胰岛类器官之间的细胞活力没有显著差异。通过GSIS测定评估胰岛和hAMSC-胰岛类器官中β细胞的功能，与胰岛相比，hAMSC-胰岛类器官在低葡萄糖（5.5mM）和高葡萄糖（25mM）下分泌的胰岛素明显更多。这些结果表明hAMSC-胰岛类器官不影响β细胞的存活并增强β细胞的功能。
3.hAMSC-胰岛类器官肾包膜移植可改善免疫功能正常的T1DM小鼠的血糖控制
为了评估用hAMSCs保护胰岛是否可以增强植入并更好地控制血糖，对糖尿病C57BL/6J小鼠进行了肾包膜移植。为了追踪体内的hAMSCs，移植了GFP-Luc-hAMSC-胰岛类器官的小鼠在类器官移植后1、5、10、14和21天进行麻醉，结果显示，在移植后的前14天内，肾脏部位可以清楚地观察到大量hAMSCs，但逐渐减少，在第21天，只能检测到少量GFP阳性hAMSCs。值得注意的是，与接受胰岛移植的小鼠相比，移植了hAMSC-胰岛类器官的小鼠表现出更好的血糖控制。
移植后3天，hAMSC-胰岛类器官接受者的平均非空腹血糖水平明显低于胰岛接受者，30天后取回移植肾脏导致两组均出现高血糖，表明移植物控制血糖。为了评估血糖代谢情况，在移植胰岛或类器官后1周和4周进行IPGTT，IPGTT测量结果显示，所有移植类器官的小鼠在注射后2小时代谢葡萄糖，与对照组的健康小鼠相似，相比之下，所有移植胰岛的小鼠均表现出葡萄糖耐受性异常。在葡萄糖耐受性测试的所有时间点，所有类器官移植小鼠的葡萄糖清除率均显著高于胰岛移植小鼠。为了评估hAMSC是否可以保护移植物的功能和活力，对3天和30天时取出的移植肾脏进行组织学处理，胰岛素染色免疫荧光证实，移植30天后，hAMSC-胰岛类器官组的胰岛素+区域明显大于胰岛组，TUNEL测定表明，移植后3天和30天，类器官组移植物中的细胞凋亡显著减少。结果表明，在体内用hAMSC保护胰岛能够提供细胞保护，加速β细胞功能并改善血糖控制。
4.hAMSCs在体内为胰岛提供了局部移植免疫特权微环境
为了评估hAMSC对移植排斥反应的影响，测量了周围免疫器官和肾脏的肿胀，对照组、胰岛组和类器官组的肾回收量差异无统计学意义，与胰岛组相比，hAMSC-胰岛类器官组的脾脏、胸腺和淋巴肿胀程度明显减轻，与对照组相似。
为了确定AMSC是否为胰岛提供了移植免疫优越的微环境，在移植后3天和14天对移植物进行了CD8、CD4和F4/80免疫组化染色。值得注意的是，与胰岛组相比，类器官组移植3天和14天的CD8+和CD4+细胞浸润明显减少。此外，免疫染色显示，与胰岛组相比，类器官组第3天和第14天移植物中F4-80的表达明显降低。这些结果提示hAMSC通过重塑局部移植物免疫特权微环境来保护胰岛免受免疫排斥。
5.用hAMSC保护胰岛可抑制炎症介导的β细胞凋亡和功能障碍
为进一步评价hAMSCs对胰岛的免疫保护作用，将胰岛及类器官在培养基中培养，以模拟移植瘤体内的免疫状态。活死细胞染色显示，与未暴露的胰岛相比，暴露于细胞因子的胰岛中活细胞比例、胰岛素和C肽蛋白表达显著降低。然而，与暴露于细胞因子的胰岛相比，暴露于细胞因子的类器官中胰岛素和C肽的表达显著上调。这些结果表明，用hAMSC保护胰岛可抑制炎症介导的β细胞凋亡和功能障碍。
为探究hAMSC-胰岛类器官组移植肾功能改善的机制，对移植肾进行血管周围细胞标志物的免疫染色分析，类器官组在14天和30天的切片中CD34、CD31和α-SMA染色阳性率明显高于胰岛组。这些数据表明，hAMSC-胰岛类器官在植入中期（第14天）和晚期（第30天）促进了丰富的血管覆盖的生成。
7.用hAMSC进行保护可防止胰岛因缺氧引起的细胞凋亡并改善其功能
移植后缺氧导致早期移植物中胰岛的瞬间大量损失，这是移植后面临的一大挑战。为了评估移植后的胰岛活力和功能缺氧后，将hAMSC-胰岛类器官和胰岛在缺氧条件下培养16h，模拟体内缺血状态。活死染色及相应的定量分析显示，胰岛组在常氧和缺氧条件下的活细胞百分比分别为91.50±4.99%和66.55±10.10%，而hAMSC-胰岛类器官组在常氧和缺氧条件下的活细胞百分比分别为95.02±3.92%和98.15±1.09%。进一步证实用hAMSCs屏蔽增强了β细胞的胰岛素分泌功能。缺氧培养24小时和48小时后，胰岛的形态遭到严重破坏，而hAMSC-胰岛类器官的碎片化程度明显降低。这些结果表明，用hAMSCs保护胰岛可保护胰岛细胞免受缺氧引起的细胞凋亡和功能障碍。
8.使用hAMSCs进行屏蔽可增加β细胞的胰岛素合成、折叠和分泌
为了探究hAMSC-胰岛类器官与胰岛相比胰岛素分泌明显增加的机制，将胰岛和hAMSC-胰岛类器官在低糖和高糖条件下孵育1h。qPCR分析表明，与低葡萄糖（L-GLU）和高葡萄糖（H-GLU）条件下的胰岛相比，hAMSC-胰岛类器官中的胰岛素2、GCK、CREB和IRS2mRNA显著上调，免疫荧光显示与这些结果一致。这些结果表明，hAMSCs屏蔽导致β细胞中PKA-CREB-IRS2-PI3K和PKA-PDX1信号通路激活，SIL1mRNA水平上调，Mt1mRNA水平下调，最终促进胰岛素的合成、折叠和分泌。
将hAMSCs与胰岛混合物在三维琼脂糖微孔板上培养，形成hAMSC-胰岛类器官结构，通过流式细胞术、全身荧光成像、免疫荧光、Calcein-AM/PI染色、ELISA、qPCR等方法探讨hAMSCs提高胰岛移植效率的潜力及机制。
Zhou JX, Jie-Zhou, Jin WR, et al. Human amniotic mesenchymal stem cell-islet organoids enhance the efficiency of islet engraftment in a mouse diabetes model. Life Sci. 2024;351:122812. doi:10.1016/j.lfs.2024.122812
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