干细胞科学家清除了制造移植动脉的另一个障碍

在世界范围内，心血管疾病是导致死亡的主要原因，治疗这种疾病并不容易。这种疾病会严重破坏患者的血管，需要复杂的搭桥手术。

摩根里奇研究所的科学家们正朝着创造动脉银行的梦想努力——类似于血银行现在普遍使用现成的材料在手术中替代病变的动脉。

摩根里奇再生生物学家詹姆斯·汤姆森(James Thomson)实验室的最新研究使科学离这个目标又近了一步。

发表在网上的一篇论文干细胞的报道2019年5月9日，汤姆森实验室向大家展示了一种更好的平稳增长方式肌肉细胞是动脉的两种细胞组成成分之一多能干细胞。这项研究还确定了一种潜在的药物，可以降低接受搭桥手术的患者的术后风险。

“我们决定专注于血管因为心血管病是世界范围内的主要死亡原因，”汤姆森说。例如，在美国，心脏病和中风分别是第一大和第三大杀手。这项工作的意义不仅在于制造移植血管;这是更高级的组织工程的垫脚石。”

在实验室中制造动脉需要两种基本的细胞类型:内皮细胞和平滑肌细胞。2017年，该实验室展示了生成和表征内皮细胞的方法，而新的研究集中在平滑肌细胞。

这项研究的第一作者、摩根里奇的一名助理科学家张觉说，广泛使用生长因子从干细胞中产生平滑肌细胞也可能导致内膜增生，这是旁路移植失败的最常见原因之一。

在内膜增生中，由于平滑肌细胞的增殖和迁移，部分动脉壁增厚，导致血管狭窄。

“我们希望有一个可以降低内膜增生风险的方案，”张说。“这是平滑肌细胞分化的一个常见问题，如果你想制造一个有用的动脉，你不想冒这个风险。”

健康的平滑肌细胞需要收缩的能力，这有助于它们将血液分配到全身并调节血压。通过高通量筛选，研究小组发现了一种被称为RepSox的小分子，它最有可能产生具有收缩特性的细胞。

RepSox是从4804个小分子中鉴定出来的。与目前广泛使用的生长因子相比，RepSox可抑制内膜增生。它比这些更稳定生长因子同时也是一种更便宜的选择。

使RepSox有利于分化平滑肌细胞的特性，也使它成为一种理想的候选药物，以减少术后并发症的风险，如内膜增生。因此，这种基于干细胞的高通量筛选可以作为一种新的策略来识别限制血管狭窄的药物。

“即使你做了搭桥手术，你的动脉也可能会出现一些问题，比如再狭窄动脉)由于内膜增生，”张说。“目前市场上只有两种fda批准的药物(用于解决这些问题)，而且它们不是针对细胞类型的，这意味着它们有副作用。我们发现RepSox能抑制内膜增生，副作用更少。”

RepSox是细胞类型特异性的，所以会抑制平滑肌细胞并阻止内膜的发育增生不会影响到邻近的细胞类型，比如内皮细胞。

虽然这一发现让科学家们离改善心血管疾病的治疗更近了一步，但张说还有另一个挑战需要解决:细胞成熟。

“基本上，这种细胞类型比以前的研究要好，但还不成熟，”张说。“我们需要诱导这些细胞变得更成熟，更像我们的天然动脉，让它更有功能。”

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