首次!科學家在體外培養出完美的人體血管

2020-12-06 手機鳳凰網

近日，據外媒報導，科學家們第一次成功地在培養皿中培育出完美的人體血管，這可能為糖尿病患者開發和測試新的治療方法。

這項突破性的技術將極大推動像糖尿病這樣的血管疾病的研究，有利於找出糖尿病患者發病和死亡的血管方面。

這項研究的資深教授Josef Peninger說：「能夠從幹細胞中構建出人體血管，是一個遊戲規則的改變。」Peninger是加拿大功能遺傳學的研究教授，UBC生命科學研究所所長，奧地利科學院(IMBA)分子生物技術研究所的創始所長。

他還說:「我們身體中的每一個器官都與循環系統聯繫在一起。這有可能讓研究人員解開各種血管疾病的病因和治療方法，包括阿爾茨海默氏症、心血管疾病、傷口癒合問題、中風、癌症，當然還有糖尿病。」

據估計，全世界有4.2億人患有糖尿病。許多糖尿病症狀是血管改變導致血液循環和組織氧供應受損的結果。儘管糖尿病的發病率很高，但對糖尿病引起的血管改變知之甚少。這一限制延緩了急需的治療的發展。

為了解決這個問題，Peninger和他的同事開發了一個開創性的模型：在培養皿中生長的三維人體血管器官。這些所謂的「血管器官」可以在實驗室使用幹細胞培養，模仿真正的人類血管的結構和功能。

當研究人員將這些血管器官移植到小鼠體內時，他們發現它們可以發展成功能完善的人體血管，包括動脈和毛細血管。這一發現表明，不僅可以在器皿中從人類幹細胞中構建血管器官，而且還可以在另一種物種中培養出功能良好的人類血管系統。

該研究的第一作者、IMBA的博士後研究員Reiner Wimmer說：「我們的工作如此令人興奮，那就是我們成功地利用幹細胞製造了真正的人類血管。」「我們的器官在很大程度上類似於人的毛細血管，甚至在分子水平上，我們現在可以利用它們直接研究人體組織上的血管疾病。」

糖尿病的一個特點是血管顯示基底膜異常增厚。因此，向細胞和組織輸送氧氣和營養物質受到嚴重損害，導致許多健康問題，如腎衰竭、心臟病、中風、失明和周圍動脈疾病，甚至截肢。

然後，研究人員將血管器官暴露在培養皿中的「糖尿病」環境中。

「令人驚訝的是，我們可以觀察到基底膜在血管器官中的大規模擴張。」Wimmer說，「這種典型的基底膜增厚與糖尿病患者的血管損傷非常相似。」

隨後，研究人員尋找能夠阻止血管壁增厚的化合物。他們發現目前的抗糖尿病藥物對這些血管缺陷沒有任何積極的影響。然而，他們發現體內的一種酶，即分泌酶抑制劑可以阻止血管壁的增厚，這表明，至少在動物模型中，阻斷分泌酶可以幫助治療糖尿病。

研究人員說，這些發現可以讓他們找出血管疾病的潛在原因，並為糖尿病患者開發和測試新的治療方法。

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