皮肤是人体最大的器官，不仅具有屏障保护、体温调节、免疫防御等功能，同时其复杂的结构和动态微环境使其成为生命研究的重要领域。然而，构建具有完整血管网络和免疫细胞的功能性皮肤模型一直是科学领域的继挑战。近日，发表在 《Advanced Healthcare Materials》 的一项研究终于攻克这一难题，构建了一种 源自人类诱导多能干细胞(hiPSC)的血管化皮肤类器官(VSKO)模型，实现了血管网络与免疫细胞群的同步发育。

　　研究亮点：实现血管与免疫细胞的协同发育

　　该研究由国际研究团队完成，利用人类诱导多能干细胞(hiPSC)开发了 血管化皮肤类器官VSKO，首次实现了血管系统与免疫细胞在皮肤类器官中的协同发育，为皮肤生物学和相关疾病研究带来新希望。

　　研究背景：现有模型的局限性

　　科学家尝试将 ECFC(胎盘内皮集落形成细胞) 整合到hiPSC衍生的皮肤类器官(SKO)中。但实验显示，该方法虽能形成毛细血管样结构，但存在如下局限：

　　血管网络不完整：无法形成全面的血管系统。

　　阻碍表皮分层与毛囊发育：阻碍表皮成熟和毛囊的形态发生。

　　功能不完善：无法完全模拟人体皮肤的结构和免疫环境。

　　关键方法：血管类器官(VO)共培养

　　为突破限制，研究团队通过 血管类器官(VO)与皮肤类器官(SKO)的共培养 实现模型优化：

　　诱导hiPSC分化为VO，形成包括 内皮细胞、造血细胞、间充质细胞、周细胞 在内的丰富细胞类型，模拟人体血管表型。

　　双VO夹持式共培养：将SKO置于两个VO之间，通过气液界面培养系统，模拟人体皮肤的环境暴露条件，促进分化。

　　研究结果：完整的血管和免疫环境再现

　　血管网络的成功构建

　　形成多类型血管：VSKO中建立了完整的血管系统，包括动脉毛细血管(DLL4+)、静脉毛细血管(EMCN+)和周细胞(PDGFRβ+)形成的管壁结构。

　　血管迁移与整合：VO中血管成功向SKO迁移，形成复杂的血管网，并深入至皮肤真皮和毛囊周围区域。

　　毛囊和表皮发育完善

　　观察到毛囊形成：与内皮化SKO模型不同，VSKO中成功出现毛囊生成和角质化过程。

　　组织完整性：表现出厚实的上皮层和发育完整的真皮乳头，与人体皮肤特征一致。

　　生物标志物验证：毛囊中表达SOX2、K14、K15、K17 等标志物，进一步证实了VSKO结构的完整性。

　　模拟皮肤免疫微环境

　　免疫细胞驻留：分化过程中，VO产生的造血细胞(CD45+)迁移至皮肤类器官真皮和表皮层。

　　细胞类型多样性：包括巨噬细胞(CD68+)、朗格汉斯细胞或真皮树突状细胞(CD207+)以及中性粒细胞(CD66b+)，展现与人体皮肤一致的免疫环境。

　　应用前景：推动多领域发展

　　1. 皮肤生物学与免疫研究

　　通过重塑皮肤的血管化和免疫环境，该模型为揭示皮肤稳态调控、人类皮肤疾病机制及皮肤免疫相互作用提供了全新平台。

　　2. 炎症性和免疫介导的皮肤疾病

　　在模拟 牛皮癣、湿疹、特应性皮炎 等炎症性皮肤疾病方面，VSKO模型可用于研究病理和治疗策略。

　　3. 再生医学与组织工程

　　通过VSKO模型构建的功能性皮肤，为临床应用中的 皮肤移植和烧伤修复 提供了潜在方向。

　　4. 药物开发与筛选

　　该模型具备高通量药物筛选应用潜力，可帮助筛选治疗皮肤疾病和相关免疫疾病的潜在药物。

　　5. 疾病建模

　　通过精准模拟血管化和免疫细胞环境，VSKO可用于研究 癌症转移、糖尿病性溃疡 等复杂机制相关疾病。

　　总结与展望

　　这项研究解决了长期困扰科学界的难题，成功构建了 具有完整血管网络和驻留免疫细胞的皮肤类器官(VSKO)，为研究皮肤生物学、免疫调控及相关疾病开辟了新途径。该模型在模拟皮肤生态环境中展现了显著优势，不仅大幅推动了基础研究，也为皮肤再生医学、药物筛选及疾病建模提供了强有力的工具，有望在多个医疗与科研领域实现广泛应用。未来，这一模型还有望帮助解决临床中烧伤修复及慢性皮肤病变治疗的关键问题。