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《Nature》首次成功培育類血管系統 有望造福糖尿病血管病變患者

2019-01-27
作者: 環球生技月刊

(圖/環球生技月刊)

奧地利科學院(The Austrian Academy of Sciences)的研究人員首度於培養皿中成功培育出類血管器官,且可在動物模式中發育成具有功能性的人體血管系統,未來有望用於糖尿病血管病變之研究,造福更多病患。該研究在16日發表於《Nature》。 

全世界約有4.2億人患有糖尿病,糖尿病患死亡的原因有一半以上是由於冠狀動脈心臟病,糖尿病患可能因細胞處於長期高血糖狀態,導致血管內皮細胞功能受損及血管阻塞等心血管疾病併發症,其中包括大血管併發症,如心臟、冠狀動脈、腦、末梢部位之血管病變,以及小血管併發症,如腎臟病變、眼睛視網膜變化、神經病變以及心臟小血管病變等,但其確切的病理機制還不清楚。 

因此,研究人員利用幹細胞,在培養皿中培育出3D構造的類血管器官,模擬人體真實血管的構成與功能,接著,研究人員將類血管器官移植到小鼠體內,發現其能在老鼠體內發育成一套具備動脈與微血管且功能完善的人體血管系統。研究顯示,科學家不僅能在培養皿中,由人體幹細胞誘導成類血管器官,也能在其他物種上,培育出具有功能性的人體血管系統。 

建構出完善的類血管器官後,研究人員將其放置於營造成「糖尿病環境」的培養皿中,暴露於高血糖、促發炎細胞因子中,發現類血管器官的基底膜(basement membrane)大幅擴張,與糖尿病患典型的血管基底膜增厚症狀十分相似。 

研究人員接著尋找能阻止血管基底膜增厚的化學物質,發現目前市面上的抗糖尿病藥物沒有任何一種能有效阻止類血管器官基底膜增厚的情況,但在研究過程中,發現DLL4/Notch3信號途徑是基底膜增厚的關鍵,而利用γ-分泌酶(secretase)抑制劑阻斷DLL4/Notch3信號途徑中的γ-分泌酶可以防止小鼠血管壁的增厚。 

奧地利科學院的博士後研究員Reiner Wimmer表示,這些發現能在未來找出血管疾病的確切病理機制,並能為糖尿病患研發創新的治療方法。 …本文由「環球生技月刊」授權刊登。

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