科學家在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)出完美的人體血管
科學家們首次成功地將完美的人體血管生長為培養(yǎng)皿中的類器官。
今天發(fā)表在“ 自然”雜志上的一項新研究中概述了突破性的工程技術,它極大地促進了糖尿病等血管疾病的研究,確定了可能預防血管變化的關鍵途徑 - 這是糖尿病患者死亡和發(fā)病的主要原因。
類器官是從干細胞生長的三維結構,其模仿器官并且可以用于研究培養(yǎng)皿中該器官的方面。
該研究的資深作者,加拿大150名功能遺傳學研究主席,UBC生命科學研究所所長,研究所創(chuàng)始主任約瑟夫·彭寧格說:“能夠將干細胞中的人體血管構建成人體血管是一種改變游戲規(guī)則的方法。”奧地利科學院分子生物技術研究所(IMBA)。
“我們體內(nèi)的每一個器官都與循環(huán)系統(tǒng)聯(lián)系在一起。這可能讓研究人員揭開各種血管疾病的原因和治療方法,包括阿爾茨海默病,心血管疾病,傷口愈合問題,中風,癌癥,當然,糖尿病。“
糖尿病影響全世界估計有4.2億人。許多糖尿病癥狀是血管變化導致血液循環(huán)受損和組織供氧的結果。盡管普遍存在,但對糖尿病引起的血管變化知之甚少。這種限制減緩了急需治療的發(fā)展。
為了解決這個問題,Penninger和他的同事開發(fā)了一種開創(chuàng)性的模型:在培養(yǎng)皿中生長的三維人體血管類器官。這些所謂的“血管類器官”可以在實驗室中使用干細胞進行培養(yǎng),顯著地模仿真實人血管的結構和功能。
當研究人員將血管類器官移植到小鼠體內(nèi)時,他們發(fā)現(xiàn)它們發(fā)育成功能完善的人體血管,包括動脈和毛細血管。這一發(fā)現(xiàn)表明,不僅可以在培養(yǎng)皿中設計人類干細胞的血管類器官,而且可以在另一個物種中培養(yǎng)功能性人體血管系統(tǒng)。
“我們的工作令人興奮的是,我們成功地用干細胞制造真正的人體血管,”該研究的第一作者,IMBA的博士后研究員Reiner Wimmer說。“我們的類器官在很大程度上類似于人類毛細血管,甚至在分子水平上,我們現(xiàn)在可以用它們直接在人體組織上研究血管疾病。”
糖尿病的一個特征是血管顯示基底膜的異常增厚。結果,氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)向細胞和組織的輸送受到嚴重損害,導致許多健康問題,例如腎衰竭,心臟病發(fā)作,中風,失明和外周動脈疾病,導致截肢。
然后研究人員將血管類器官暴露在培養(yǎng)皿中的“糖尿病”環(huán)境中。
“令人驚訝的是,我們可以觀察到血管類器官中基底膜的大量擴張,”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。”
然后研究人員搜索了可以阻止血管壁增厚的化合物。他們發(fā)現(xiàn)目前的抗糖尿病藥物都沒有對這些血管缺陷產(chǎn)生任何積極影響。然而,他們發(fā)現(xiàn)體內(nèi)的一種酶β-分泌酶抑制劑可以防止血管壁增厚,這表明,至少在動物模型中,阻斷γ-分泌酶可能有助于治療糖尿病。
研究人員說,這些發(fā)現(xiàn)可以讓他們找出血管疾病的根本原因,并可能為糖尿病患者開發(fā)和測試新的治療方法。
推薦內(nèi)容
-
許多糖尿病患者在家里不必要地測試血糖
美國一項研究顯示,七分之一的2型糖尿病患者每天可能會在家中不必要地測試他們的血糖數(shù)次。醫(yī)生說,患有2型糖尿病的人如果癥狀控制得好...
-
一個女人的臉上出現(xiàn)了一個怪異的疙瘩變成了一個在她的皮膚下爬行
當一位俄羅斯女士注意到她的左眼下方有一個小腫塊時,她拍了一張自拍照來記錄這個不尋常的凸起。然后,甚至發(fā)生了一些奇怪的事情:腫塊...
-
為什么毛茸茸的猛犸象會消亡
數(shù)千年前,毛茸茸的猛犸象在地球上漫游,導致生命與現(xiàn)代大象相似 - 但更冷 - 其中亞洲大象是最親密的后代。如果要相信化石記錄,那么猛
-
1月22日珠海疫情最新數(shù)據(jù)公布 廣東昨日新增本土確診病例3例
廣東1月21日新增本土確診病例3例,均為珠海報告。據(jù)消息顯示,1月21日0-24時,全省新增本土確診病例3例,均為珠海報告。全省新增境外輸入確
-
長春市已連續(xù)14天無新增新冠肺炎確診病例和無癥狀感染者
長春市已連續(xù)14天無新增新冠肺炎確診病例和無癥狀感染者 原標題:長春市已連續(xù)14天無新增新冠肺炎確診病例
-
干細胞治療糖尿病腎病的臨床應用案例
干細胞治療糖尿病腎病的臨床應用案例 原標題:干細胞治療糖尿病腎病的臨床應用案例
-
細胞自行車快遞員的發(fā)現(xiàn)可能闡明疾病傳播機制
我們細胞中以前未知的,能像繁忙的自行車快遞員一樣傳遞蛋白質(zhì)的成分,可能會闡明允許細胞在諸如癌癥等疾病中傳播的機制。由沃里克大學...
-
研究人員創(chuàng)造了細胞ORACL以幫助藥物發(fā)現(xiàn)
加利福尼亞大學舊金山分校的一個研究小組設計了一種新的早期藥物發(fā)現(xiàn)方法,該方法利用計算機視覺領域的技術與強大的新工具相結合:一種...
-
帕金森病的未來治療可能在斑馬魚的研究中找到
科學家表示,使用斑馬魚進行的研究揭示了帕金森病患者受損的關鍵腦細胞是如何再生的。愛丁堡大學領導的研究小組報告(成年斑馬魚中多巴胺能
-
啤酒花化合物阻止癌癥減少雌激素
啤酒花含有會增加啤酒苦味的化合物,還含有一種化合物,可以給癌細胞帶來痛苦的后果,減緩它們的擴散甚至徹底殺死它們。然而,這種殺癌...