糖尿病治疗

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TUhjnbcbe - 2020/10/23 16:11:00
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世界首次,由奥地利科学院分子生物技术研究所所长、加拿大温哥华英属哥伦比亚大学生命科学院院长、奥地利科学院院士、欧洲科学院院士JosefPenninger所率领的研究团队,成功在实验室培养皿中将干细胞培育成完美“血管类器官”!

这项突破性研究于年1月16日,最新发表在顶级学术期刊《自然》上。研究开创出一种前所未有的血管模型:将干细胞培育成三维人体血管类器官。这种模型可以在实验室中巧夺天工的模拟人体血管的真实结构和功能。

这项研究的成果将极大的促进血管类疾病,包括阿尔茨海默病、心血管疾病、伤口愈合问题、中风、癌症以及糖尿病等的研究。不仅如此,研究还确定了有望预防血管病变的关键途径,为从根本上治疗糖尿病提供了有益思路!

我们知道,目前糖尿病正在影响全球约4.2亿人口。糖尿病许多症状,其根源在于血管病变。由此导致的血液循环受阻、组织供氧缺乏,将引发如肾衰竭、心脏病发作、中风、失明以及外周动脉疾病等一系列症状,严重时甚至可能还要截肢!

虽然糖尿病普遍存在,但是科学家们却一直对其引起的血管变化知之甚少,这严重限制了有效治疗手段的开发。而JosefPenninger院士非常迫切的想要知道这背后答案。值得一提的是,JosefPenninger院士与这两年大火的癌症免疫治疗有着深厚关联。他于参与了第一个基因学研究(Science;Nature;Nature),证实了CTLA-4是免疫系统的负调控因子,而抑制CTLA-4成为了世界上第一个癌症免疫学疗法。

JosefPenninger院士

JosefPenninger院士想到,既然糖尿病血管病变的特征是血管基底膜异常增厚,那就在实验室全真构建人体“血管类器官”,模拟糖尿病环境,来观察血管的变化。类器官,是指实验室用干细胞培育的三维微器官,在实际研究中,类器官能够帮助科学家们更好的理解生物发育,找出治疗疾病的方法。

以干细胞为基础,构建人体血管成为类器官是一项极富挑战性的工作,但是经过不懈的努力,JosefPenninger院士所率领的研究团队终于成功了!他们利用独特“配方”(见下图)培育的血管类器官,简直就是真正的人体血管!

血管类器官的独特培育过程

其中,毛细血管的相似水平甚至达到了分子级别!科学家们可以直接用这种血管类器官,来研究不同人体组织的血管类疾病。

血管类器官的毛细血管网

不仅如此,他们还证实,除了可以在实验室中利用干细胞培养出理想的血管类器官外,还可以通过其他生物,在其体内培育出功能性的人体血管系统!血管类器官移植入小鼠体内后,发育成为了功能完善的人体血管!

这还没算完,研究人员在实验室培养皿中,将血管类器官暴露于糖尿病环境中。神奇的一幕发生了,他们观察到血管类器官同样也出现了基底膜大量扩张,这种基底膜典型的增厚症状与糖尿病患者的血管损伤看上去十分相似。

然后研究人员检测了可以阻止血管壁增厚的药物。他们发现,当前的抗糖尿病药物竟然没有一种能对这些损伤血管产生任何积极的影响!

但是,在研究中他们却发现γ-分泌酶(γ-secretase)抑制剂DAPT可以阻止血管壁的增厚,并借此最终确定DLL4和NOTCH3是人体糖尿病血管病变的的关键驱动因素!至少在动物模型中,阻滞γ-分泌酶的确能有效的帮助治疗糖尿病!

γ-secretase抑制剂DAPT有效预防血管壁增厚

专家表示,人体每个器官都与血液循环系统相连,这项研究的成果有望帮助阐明一大类血管相关疾病的致病原因和治疗方法,包括阿尔茨海默病、心血管疾病、伤口愈合问题、中风、癌症以及糖尿病等等。

人体每个器官都与血液循环系统相连

最新这些发现不仅可以帮助科学家们找出血管类疾病的根本原因,还将切实帮助到抗糖尿病药物的研发,以及新型药物治疗效果的检测。

参考资料

Humanbloodvesselorganoidsasamodelofdiabeticvasculopathy

DOI:10./s---8

——本期完——

我们(医世象,

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