科學(xué)家制造出了構(gòu)成血管壁的細(xì)胞,；這項(xiàng)研究可能引發(fā)針對(duì)心血管疾病的新療法和更好的篩檢方法,。劍橋大學(xué)的科學(xué)家們首次用患者的皮膚細(xì)胞制造出了不同類型的血管平滑肌細(xì)胞（SMCs，構(gòu)成血管壁的細(xì)胞）,。這項(xiàng)研究部分由Wellcome信托基金資助,，研究結(jié)果于1月15日發(fā)表于《自然-生物技術(shù)》（Nature Biotechnology）。
在英國(guó),，總死亡人數(shù)的1/3都是由于心血管疾病所致,。其中絕大部分是由于動(dòng)脈粥樣硬化引起，它是一種血管中的"水垢"和栓塞,。對(duì)于那些不適合做傳統(tǒng)的支架或搭橋治療的患者,，未來(lái)的一個(gè)選擇可能是長(zhǎng)出新的血管以繞過自身阻塞的血管。
該項(xiàng)研究的通訊作者,、威康信托駐劍橋大學(xué)中級(jí)研究員Sanjay Sinha博士說："這項(xiàng)研究代表了重要的一步,，將有能力制造出正確類型的平滑肌細(xì)胞用于構(gòu)筑新的血管,。其他的病人可能會(huì)受益于這些新血管，包括那些需要血管移植用于透析的腎功能衰竭患者,。"
在研究中,，科學(xué)家們使用了胚胎干細(xì)胞（或類似的來(lái)源于患者皮膚樣本的細(xì)胞），它們具有形成機(jī)體各種類型細(xì)胞的潛能,，被稱為人多能干細(xì)胞（hPSCs）,。利用人多能干細(xì)胞（hPSCs），他們發(fā)現(xiàn)了一種制造高純度血管平滑肌的方法,。盡管之前已經(jīng)用人多能干細(xì)胞（hPSCs）制造出了血液細(xì)胞和心肌細(xì)胞,，這項(xiàng)研究是首次在一個(gè)系統(tǒng)中開發(fā)出主要類型的血管平滑肌細(xì)胞，而且這個(gè)系統(tǒng)能夠很容易地規(guī)?；糜谂R床級(jí)的生產(chǎn),。
血管平滑肌細(xì)胞來(lái)源于早期胚胎中的不同組織，科學(xué)家們已經(jīng)能夠在培養(yǎng)皿中再現(xiàn)三個(gè)不同類型的胚胎組織,。有趣的是,，這些平滑肌細(xì)胞（SMCs）對(duì)能導(dǎo)致血管疾病的物質(zhì)（如生長(zhǎng)因子）的反應(yīng)各不相同，這取決于它們所來(lái)源的胚胎途徑,。他們的結(jié)論是,，胚胎起源的差異性可能在決定一些常見血管疾病（如主動(dòng)脈瘤或動(dòng)脈粥樣硬化等）在何時(shí)何地形成發(fā)揮了部分作用,。Sinha補(bǔ)充道："利用這個(gè)系統(tǒng),，我們可以開始了解平滑肌細(xì)胞（SMCs）的起源是如何影響血管疾病的發(fā)展及為什么血管的有些地方被保護(hù)免受疾病影響,。"
"此外,，還有許多患者患有一種遺傳性疾病（如馬凡綜合癥）,，它影響了他們的血管平滑肌細(xì)胞并導(dǎo)致細(xì)胞過早死亡及殘疾,。通過這項(xiàng)研究，利用由患者皮膚樣本制造的人多功能干細(xì)胞（hPSCs）,，我們將能夠在培養(yǎng)皿中制造出攜帶有基因異常的平滑肌細(xì)胞,。這類'盤子中的疾病'模型"將使我們更好的了解疾病，并使得我們能夠篩選一些新的治療方法,。"
該消息由英國(guó)劍橋大學(xué)提供,。（生物谷bioon.com）
doi:10.1038/nbt.2107
PMC:
PMID:
Generation of human vascular smooth muscle subtypes provides insight into embryological origin–dependent disease susceptibility
Christine Cheung, Andreia S Bernardo, Matthew W B Trotter, Roger A Pedersen & Sanjay Sinha
Abstract： Heterogeneity of embryological origins is a hallmark of vascular smooth muscle cells (SMCs) and may influence the development of vascular disease. Differentiation of human pluripotent stem cells (hPSCs) into developmental origin–specific SMC subtypes remains elusive. Here we describe a chemically defined protocol in which hPSCs were initially induced to form neuroectoderm, lateral plate mesoderm or paraxial mesoderm. These intermediate populations were further differentiated toward SMCs (>80% MYH11+ and ACTA2+), which displayed contractile ability in response to vasoconstrictors and invested perivascular regions in vivo. Derived SMC subtypes recapitulated the unique proliferative and secretory responses to cytokines previously documented in studies using aortic SMCs of distinct origins. Notably, this system predicted increased extracellular matrix degradation by SMCs derived from lateral plate mesoderm, which was confirmed using rat aortic SMCs from corresponding origins. This differentiation approach will have broad applications in modeling origin-dependent disease susceptibility and in developing bioengineered vascular grafts for regenerative medicine.
