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科学家首次在实验室培育出“完美”的人体血管。

这一突破可能对包括糖尿病在内的一系列血管问题的研究产生重大影响。

这将使研究人员更容易研究和测试新药。

该研究的资深作者、英属哥伦比亚大学(University of British Columbia)生命科学研究所(Life Sciences Institute)所长约瑟夫•彭宁格(Josef Penninger)说,能够从干细胞中提取有机物构建出人体血管是一项足以改变游戏规则的发现。

“我们身体的每一个器官都与循环系统相连。”

“这有可能让研究人员解开各种血管疾病的病因和治疗方法,这些疾病包括阿尔茨海默氏症、心血管疾病、伤口愈合问题、中风、癌症,当然还有糖尿病。”

彭宁格和他的同事开发了一种方法,可以在培养皿中培养出三维人体血管“类器官”。

器官样体是由模仿器官的干细胞生长而成的三维结构,可用于在皮氏培养皿中研究该器官的各个方面。

这些所谓的“血管类器官”可以在实验室中利用干细胞培养出来,其结构和功能与真正的人类血管惊人地相似。

当研究人员将这种血管器官移植到小鼠体内时,他们发现它们已经发育为功能完善的人类血管,包括动脉和毛细血管。

这一发现表明,不仅有可能在培养皿中培育出从人类干细胞中提取的血管类有机物,而且有可能在另一个物种中培育出具有功能的人类血管系统。

发表在《自然》(Natural)杂志上的这项突破性技术还揭示了一种潜在的预防血管变化的新途径。血管变化是糖尿病患者死亡和发病的主要原因。

研究人员将他们的血管类有机物暴露在皮氏培养皿中的糖尿病环境中。

“令人惊讶的是,我们可以观察到血管类器官中基底膜的巨大扩张,”威默说。

“这种典型的基底膜增厚与糖尿病患者的血管损伤惊人地相似。”

然后研究人员寻找能够阻止血管壁增厚的化合物。

他们发现目前的抗糖尿病药物对这些血管缺陷没有任何积极作用。

然而,他们发现γ-secretase的抑制剂,在体内的一种酶,使血管壁增厚,这表明它可能在治疗糖尿病是有用的。

研究人员说,这些发现可以让他们确定血管疾病的潜在原因,并有可能开发和测试糖尿病患者的新疗法。

该研究的第一作者、IMBA博士后赖纳•威默(Reiner Wimmer)说,“我们的工作令人兴奋之处在于,我们成功地用干细胞制造出了真正的人类血管。”

“我们的类器官在很大程度上与人类毛细血管相似,甚至在分子水平上也是如此。现在我们可以利用它们直接研究人体组织上的血管疾病。”

全世界约有4.2亿人患有糖尿病。

许多糖尿病症状是由于血管的变化导致组织的血液循环和氧气供应受损。

尽管糖尿病很普遍,但人们对糖尿病引起的血管变化知之甚少。糖尿病的一个特点是血管基底膜异常增厚。

其结果是,向细胞和组织输送氧气和营养物质的能力受到严重损害,造成许多健康问题,如肾衰竭、心脏病、中风、失明和周围动脉疾病,导致截肢。

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