科学家们设计定制的血管，以支持器官再生和癌症治疗的识别

由康奈尔大学威尔医学院(Weill Cornell Medicine)的科学家们领导的一个团队率先发明了一种制造功能正常的人类血管的方法，并证明它们可以在实验室培养的模型器官和肿瘤中携带血液。这一发现将使疾病建模成为可能，并可能促进未来人类可移植器官的生产和治疗癌症的精确新药的鉴定。

科学家们，其研究已于9月9日公布自然发现一个关键蛋白质可以恢复成年人的人类内皮细胞 - 建筑物块血管-使它们恢复到可塑状态，在这种状态下它们很容易生长和适应周围的组织。

“此前进允许我们生成功能性血管的组织特异性网络，以滋养并支持各种模型器官或有机体，以及可移植人类胰岛的开发，可用于研究和可能用于研究器官维修，“威尔康奈尔医学（WCM）的Ansary Stem Cell学院主任Shahin Rafii博士Shahin Rafii博士。“我们现在也可以破译癌血管如何获得异常特征，允许鉴定肿瘤的新型可用性靶标。”

器官再生血管网络

供体器官的短缺和人类疾病动物模型的不足给发展治疗方法和修复或替换受损器官造成了障碍。移植的器官可能因为供血不足而衰竭。此外，每个器官和肿瘤中的血管都是不同的，要想成功再造受损器官或靶向癌变器官，就需要了解如何定制血管。

目前的“片内”模型，其中小型组织被单层血管排列，具有缺点，因为这些技术不允许血管与其他细胞类型及其环境进行互动并适应其环境。"There is still no protocol approved by U.S. regulators to regenerate organs, largely due to the inability to get blood vessels to grow within artificial organs that can be connected to the host blood supply when transplanted," said co-senior author Dr. Sina Rabbany, adjunct associate professor of bioengineering in medicine at WCM and dean of the DeMatteis School of Engineering and Applied Science at Hofstra University.

新的研究是基于第一作者Brisa Palikuqi博士的博士博士博士的博士博士博士，即Rafii的实验室博士，叫做ETV2的蛋白质，可以深刻地改变培养中生长的成人人体血管细胞的性质。ETV2是通过开启或越过广泛的基因来重新编程细胞的“先驱转录因子”，或者可以重新编程细胞。

“成年内皮细胞不知道如何从无开始制造新的血管，”帕利库奇博士说，他现在是加州大学旧金山分校(University of California, San Francisco)的博士后学者。“我们的想法是使用ETV2将血管内皮细胞(简称R-VECs)重置为胎儿状态，这样它们就可以根据周围组织的信号自适应地形成新的血管。因此，它们被再教育以执行特殊的血管功能。我们还发现了三种天然组织成型“基质”蛋白的混合物，它们帮助R-VECs在携带液体和血液的设备中形成血管。有了这个3d平台，我们称之为“器官-血管网络”，我们可以使用R-VECs来构建特定组织的血管，帮助器官再生。”

研究人员使用专门的成像方法来证明，这种天然基质中的R-VECs可以自组装成一个广泛的功能血管网络，能够在实验室培养皿中携带人体血液，研究人员认为这是一个以前从未完成的壮举。“实时组装和雕刻人体血管的三维可视化一直具有挑战性，”瑞安·施赖纳博士说，他是眼科细胞生理学研究的助理教授，也是WCM视觉功能核心的主任。“R-VECs的自我组织和形成血管的能力，然后携带人类的血液，这是有指导意义的观察，并可能帮助我们识别编舞这个自然奇迹的途径。”

用于疾病建模和治疗方法的定制血管

研究人员表明，船只容易与现有的小鼠血管系统连接，并保持了几个月的可行性。他们还证明了R-Vec血管支持实验室生长的健康或癌细胞的生长。“人们可以想象机遇R-VECS为再生医学和癌症靶向创造，”WCM医学博士后的医学博士助理博士博士说。“我们现在可以在实验室血管化组织模型中生成密切模仿人类疾病，克服了使用实验动物的需要。”

为了展示其技术的多功能性，该团队表明，在实验室设备中，R-VEC可以血管化并支持人类胰岛素 - 在胰腺中胰岛素中胰岛素产生的群体的功能，这些细胞在1型糖尿病中受到自身免疫反应受损的胰腺。胰岛移植有时用于治疗患者，但由于胰岛不会在移植到可进入的位点（例如皮肤）时产生稳健的血液供应，而是将它们注入肝脏，导致难以难以监测和丧失胰岛移植物。

“R-Vecs”血管化人类岛屿的能力将为工程师持久的胰岛奠定基础，以潜在的治疗I型糖尿病，“乔·周博士表示，他被招募为WCM的药物再生医学教授。谁与博士生副委员会葛莉博士合作。“这种血管化的岛屿将更具可进入，可以具有更好的生存率，并且可能优于我们现在拥有的东西临床使用。他们还可以提供新的途径来测试旨在停止自身免疫反应的药物。“

“R-VEC也血管形成脱细胞组织，该组织用作器官的天然支架。R-VECS植物均在脱细胞化支架中的大型和小血管中，增加了小鼠移植器官的存活，”联合作者Paolo de博士说Coppi，国家卫生研究所教授，俄罗斯街道医院（Gosh）顾问儿科外科医生（GOSH）以及英国UCL Great Ormond街道儿童健康研究所的手术，干细胞和再生医学部分。“这是一个重要的进步，因为目前工程内皮不能完全填充脱细胞组织，防止长期植入。”

R-Vec船只网络已经用于研究人类疾病，例如揭示Covid-19如何对器官造成损害。“我们正在利用R-VEC血管网络来调查SARS-COV-2病毒如何在器官内的小型血管造成严重破坏，设置制定新治疗的阶段”WCM胃肠学分界。

“血管上的器官网络系统让我们离建造大型可移植器官更近了一步，这些器官有足够的血液供应来执行日常功能。该技术也为恶性、代谢性和免疫性疾病的药物筛选和发现决定器官特异性的途径搭建了平台血液血管帕利库奇博士说。

“我们看到了现代的一个新领域再生医学由于这一领域的一些主要障碍现在将受到挑战，“Rafii博士”博士“，他也是亚瑟B.遗传医学遗传医学教授和威尔康奈尔医学再生医学分部。”用这项工作，我们学会了如何利用内皮细胞的“重复职能”，并可以开始解决各种未满足的医疗需求。“

---

---