科學(xué)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(xué)(University of British Columbia)生命科學(xué)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(fēng)、癌癥，當(dāng)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(dāng)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(shù)還揭示了一種潛在的預(yù)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(dǎo)致組織的血液循環(huán)和氧氣供應(yīng)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(fēng)、失明和周圍動脈疾病，導(dǎo)致截肢。