7天內(nèi)通過滲透泵給患后肢缺血癥的大鼠傳送脂質(zhì)包被的物質(zhì)進(jìn)行治療,。激光多普勒成像顯示治療前大鼠后肢(左邊)和治療后僅7天就增加大鼠后肢血液流動(右邊),。
來自美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的研究人員發(fā)現(xiàn)一種新的而且更加有效的再生心臟和肢體中血管的方法。這一研究成可能對我們?nèi)绾沃委熜呐K病---在西方社會,，它導(dǎo)致人死亡的頭號殺手---產(chǎn)生深刻影響。
由德克薩斯大學(xué)奧斯汀分?？瓶死谞柟こ虒W(xué)院(Cockrell School of Engineering)助理教授Aaron Baker開發(fā)的這種治療方法有可能讓醫(yī)生繞過外科手術(shù),，相反地只是通過將脂質(zhì)包被的物質(zhì)注射進(jìn)病人身上就可修復(fù)受損的血管。一旦進(jìn)入體內(nèi),，這種物質(zhì)就促進(jìn)細(xì)胞生長,，同時促進(jìn)從現(xiàn)存的血管中長出新的血管。這種方法成功地在大鼠身上測試過,，研究結(jié)果近日發(fā)表在PNAS期刊上,。
Baker說，“其他人一直嘗試在臨床試驗(yàn)中使用生長因子促進(jìn)血管生長,，但是都未取得成功,。我們認(rèn)為失敗的主要原因在于他們采用的方法都是假定患病組織能夠?qū)ιL刺激作出反應(yīng)。我們的方法本質(zhì)上是通過傳送額外的組分能夠讓患有長期臨床疾病的病人的組織恢復(fù)對生長因子的反應(yīng)性,。”
在美國,，慢性心肌缺血癥(chronic myocardial ischemia)影響著高達(dá)2700萬病人，它導(dǎo)致心臟和下肢血液流動性下降,，最終導(dǎo)致器官功能障礙和衰竭,。血管再生能力可能被證實(shí)在治療這種疾病中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
當(dāng)給心臟供應(yīng)血液的冠狀血管變得狹窄或被封堵時,，稱作斑塊(plaque)的脂肪沉積物大量積累會導(dǎo)致中樞性缺血癥(central ischemia),。這些斑塊通常是由于長期的不健康飲食或抽煙造成的，另外年齡,、高血壓和糖尿病也會增加這種疾病發(fā)生的風(fēng)險,。
醫(yī)生通常使用支架(stent)張開封堵的動脈或者通過手術(shù)搭接將血液引流到血液灌注較差的組織中。然而,，這兩種方法都有各自的缺陷,，長期而言并不有效。
Baker和他的研究小組開發(fā)的這種新方法依賴于一種大有希望的血管再生方法,，而且迄今為止這種血管再生方法在治療人類疾病的臨床試驗(yàn)中表現(xiàn)出有限的療效性,。
這種血管再生方法將一種能夠促進(jìn)細(xì)胞生長、增殖和細(xì)胞分化以及傷口愈合的生長因子即成纖維細(xì)胞生長因子2(fibroblast growth factor 2, FGF-2)和一種脂質(zhì)包被的增加FGF-2活性的受體結(jié)合起來使用,。
科學(xué)家和工程師所面臨的一大挑戰(zhàn)就是讓FGF-2與細(xì)胞受體結(jié)合,，因?yàn)榧?xì)胞受體是一類經(jīng)常在細(xì)胞表面發(fā)現(xiàn)的分子，能夠接收來自外部的化學(xué)信號從而控制細(xì)胞的活性,。
為了戰(zhàn)勝這種挑戰(zhàn),，Baker所采用的方法將生長因子嵌入在基于脂質(zhì)的含有輔助受體多配體蛋白聚糖-4(syndecan-4)的人工合成納米顆粒中。含有輔助受體的納米顆粒當(dāng)與生長因子一起傳送時就能夠改善結(jié)合細(xì)胞的能力,，這樣生長因子就能夠指導(dǎo)靶向細(xì)胞發(fā)生分裂和增殖從而產(chǎn)生用于組織再生的新細(xì)胞,。
當(dāng)被注射到患有后肢缺血癥的大鼠之后,，這種用脂質(zhì)包被的物質(zhì)僅用7天就促進(jìn)它們從缺血癥中完全康復(fù)過來。
Baker說,，“我們希望這項(xiàng)研究將增加我們對組織如何對血管再生療法產(chǎn)生抵抗性的理解和可能導(dǎo)致人們開發(fā)出治療這種廣泛分布的致殘性疾病的方法,。”
2011年，Baker因獲得美國國家衛(wèi)生研究院頒發(fā)的主任新近創(chuàng)新者獎?wù)?Director's New Innovator Award)而小有名氣,。該獎旨在支持極富有創(chuàng)新性的新研究人員在職業(yè)生涯早期提出高度創(chuàng)新性的研究思想,。在未來5年，它將資助Baker 150萬美元研究和開展再生小血管的方法,。在這種資助下,，Baker正在研究為什么以前試圖恢復(fù)血管流動到心臟的努力一直都不是有效的。他的研究旨在設(shè)計(jì)一種新分子工具和給藥方法以便使得在患有諸如糖尿病之類疾病的病人中能夠長出新血管,。(生物谷：towersimper編譯)
doi:10.1073/pnas.1117885109
PMC:
PMID:
Syndecan-4 proteoliposomes enhance fibroblast growth factor-2 (FGF-2)–induced proliferation, migration, and neovascularization of ischemic muscle
Eugene Jang, Hassan Albadawi, Michael T. Watkins, Elazer R. Edelman, and Aaron B. Baker
Ischemia of the myocardium and lower limbs is a common consequence of arterial disease and a major source of morbidity and mortality in modernized countries. Inducing neovascularization for the treatment of ischemia is an appealing therapeutic strategy for patients for whom traditional treatment modalities cannot be performed or are ineffective. In the past, the stimulation of blood vessel growth was pursued using direct delivery of growth factors, angiogenic gene therapy, or cellular therapy. Although therapeutic angiogenesis holds great promise for treating patients with ischemia, current methods have not found success in clinical trials. Fibroblast growth factor-2 (FGF-2) was one of the first growth factors to be tested for use in therapeutic angiogenesis. Here, we present a method for improving the biological activity of FGF-2 by codelivering the growth factor with a liposomally embedded coreceptor, syndecan-4. This technique was shown to increase FGF-2 cellular signaling, uptake, and nuclear localization in comparison with FGF-2 alone. Delivery of syndecan-4 proteoliposomes also increased endothelial proliferation, migration, and angiogenic tube formation in response to FGF-2. Using an animal model of limb ischemia, syndecan-4 proteoliposomes markedly improved the neovascularization following femoral artery ligation and recovery of perfusion of the ischemic limb. Taken together, these results support liposomal delivery of syndecan-4 as an effective means to improving the potential of using growth factors to achieve therapeutic neovascularization of ischemic tissue.
