研究小组从重新编程的人类细胞中生成了长时间的血管

麻省总医院(MGH)的研究人员利用取自人类诱导多能干细胞(iPSCs)的血管前体细胞在动物模型中生成了可持续长达9个月的功能性血管。在他们发表的报告中PNAS早期版,调查人员描述使用万能——重组成人细胞,有许多胚胎干细胞的特点——从健康成人和1型糖尿病患者血管生成在大脑的外表面或皮肤下的老鼠。

"发现带来成熟的细胞回到‘干细胞样’状态，可以分化成许多不同类型的组织，这为细胞再生医学领域带来了巨大的潜力，但从这些诱导多能干细胞中提取功能细胞仍然是一个挑战，”Rakesh Jain博士说，他是MGH斯蒂尔肿瘤生物学实验室的主任，也是这项研究的资深合著者。“我们的团队已经开发了一种有效的方法，从人类诱导多能干细胞中生成血管前体细胞，并使用它们创建工程网络血管在活小鼠。“

血管再生或修复的能力可能会对心血管疾病的治疗产生至关重要的影响。心血管疾病在美国仍然是导致死亡的头号原因血管损坏，例如糖尿病的血管并发症。此外，向新生成的组织提供血管供应仍然是通过组织工程构建固体器官的努力的最大障碍之一。

以前的几项研究已经从IPSCS产生了构建血管所需的细胞类型 -内皮细胞那条线船和结缔组织细胞提供结构支持 - 但是这些细胞不能形成一旦引入动物模型的持久船只。“在该项目的早期期间，我们面临的最大挑战是建立可靠的议定书，以产生产生的内皮细胞系，这些细胞系产生了可能产生强大，耐用的血管的前体细胞，”Co-Sender作者Dai Fukumura，MD说，博士学位，也是钢铁实验室。

MGH团队适应了最初用于从人体中衍生内皮细胞的方法胚胎干细胞(为)。但是，当这种方法使用单一的蛋白质标记物来识别血管祖细胞时，研究人员挑选出了不仅表达该蛋白质，而且表达另外两种具有血管潜能的蛋白质标记物的ips -derived细胞。然后，他们使用团队成员之前开发的将内皮细胞与hesc区分开来的培养系统扩大了这一群体，并证实只有表达所有三种标记物的ips -derived细胞才能产生具有形成血管全部潜力的内皮细胞。

为了测试这些细胞产生功能性血管的能力，它们植入小鼠的大脑表面，是IPSC衍生的内皮的组合前体细胞表达三个标记与产生基本结构细胞的间充质前体。在两周内，植入的细胞已形成血液灌注容器网络，该血液灌注血管呈现出色的功能以及相邻的自然血管，并且继续在活体动物中持续280天。虽然植入在动物皮肤下的组合前体群体的同时也产生了功能性血管，但它需要植入更多细胞的五倍，并且血管短暂，观察到这两个团队之前的血管生成研究一致的观察地点。

因为患者1型糖尿病（T1D）可能会受益于新血管的能力损害血管，研究人员希望确定来自这些患者的细胞的IPSC是否可以帮助产生功能血管。与来自健康个体的细胞一样，衍生自T1D-IPSCS的前体能够产生功能性，长持久的血管。然而，研究人员注意，T1D-IPSCS的不同行 - 包括来自同一患者的不同线 - 显示了细胞产生潜力的差异，表明需要更好地理解潜在机制。

“iPSC-generated血管广泛的潜在应用,从修复受损血管供应心脏或大脑防止需要截肢,因为血管并发症的糖尿病,”该研究瑞卡撒母耳说,医学博士,斯蒂尔的实验室,现在在基督教医学院,Vellore,印度。“但首先，我们需要应对iPSC管线的可变性以及使用这些管线所涉及的长期安全问题等挑战细胞，正在由世界各地的研究人员解决。我们还需要更好的方式工程特定器官和功能所需的特定类型的内皮细胞。“

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