科學家首次在實驗室培育出“完美”的人體血管。

這一突破可能對包括糖尿病在內(nèi)的一系列血管問題的研究產(chǎn)生重大影響。

這將使研究人員更容易研究和測試新藥。

該研究的資深作者、英屬哥倫比亞大學(University of British Columbia)生命科學研究所(Life Sciences Institute)所長約瑟夫彭寧格(Josef Penninger)說，能夠從干細胞中提取有機物構(gòu)建出人體血管是一項足以改變游戲規(guī)則的發(fā)現(xiàn)。

“我們身體的每一個器官都與循環(huán)系統(tǒng)相連。”

“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，這些疾病包括阿爾茨海默氏癥、心血管疾病、傷口愈合問題、中風、癌癥，當然還有糖尿病。”

彭寧格和他的同事開發(fā)了一種方法，可以在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)出三維人體血管“類器官”。

器官樣體是由模仿器官的干細胞生長而成的三維結(jié)構(gòu)，可用于在皮氏培養(yǎng)皿中研究該器官的各個方面。

這些所謂的“血管類器官”可以在實驗室中利用干細胞培養(yǎng)出來，其結(jié)構(gòu)和功能與真正的人類血管驚人地相似。

當研究人員將這種血管器官移植到小鼠體內(nèi)時，他們發(fā)現(xiàn)它們已經(jīng)發(fā)育為功能完善的人類血管，包括動脈和毛細血管。

這一發(fā)現(xiàn)表明，不僅有可能在培養(yǎng)皿中培育出從人類干細胞中提取的血管類有機物，而且有可能在另一個物種中培育出具有功能的人類血管系統(tǒng)。

發(fā)表在《自然》(Natural)雜志上的這項突破性技術還揭示了一種潛在的預防血管變化的新途徑。血管變化是糖尿病患者死亡和發(fā)病的主要原因。

研究人員將他們的血管類有機物暴露在皮氏培養(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巨大擴張，”威默說。

“這種典型的基底膜增厚與糖尿病患者的血管損傷驚人地相似。”

然后研究人員尋找能夠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對這些血管缺陷沒有任何積極作用。

然而,他們發(fā)現(xiàn)γ-secretase的抑制劑,在體內(nèi)的一種酶,使血管壁增厚,這表明它可能在治療糖尿病是有用的。

研究人員說，這些發(fā)現(xiàn)可以讓他們確定血管疾病的潛在原因，并有可能開發(fā)和測試糖尿病患者的新療法。

該研究的第一作者、IMBA博士后賴納威默(Reiner Wimmer)說，“我們的工作令人興奮之處在于，我們成功地用干細胞制造出了真正的人類血管。”

“我們的類器官在很大程度上與人類毛細血管相似，甚至在分子水平上也是如此?，F(xiàn)在我們可以利用它們直接研究人體組織上的血管疾病。”

全世界約有4.2億人患有糖尿病。

許多糖尿病癥狀是由于血管的變化導致組織的血液循環(huán)和氧氣供應受損。

盡管糖尿病很普遍，但人們對糖尿病引起的血管變化知之甚少。糖尿病的一個特點是血管基底膜異常增厚。

其結(jié)果是，向細胞和組織輸送氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)的能力受到嚴重損害，造成許多健康問題，如腎衰竭、心臟病、中風、失明和周圍動脈疾病，導致截肢。