>>>-09-11 09:30:32 科学家工程师定制了血管以支持器官再生和癌症治疗方法的鉴定
由威尔 康奈尔大学医学院的科学家领导的一个研究小组率先开发了一种制造功能正常的人血管的方法，并证明了它们可以在实验室生长的模型器官和肿瘤中携带血液。该发现将有助于疾病建模，并可能促进人类可移植器官的未来生产以及治疗癌症的新精密药物的鉴定。
这项研究于9月9日发表在《自然》杂志上的科学家们发现，一种关键蛋白质可以使成年人类内皮细胞(血管的组成部分)恢复活力，使其恢复到可延展的状态，从而易于生长并与周围组织保持一致。
这项进展使我们能够生成特定组织的功能性血管网络，以滋养和支持各种模型器官或类器官，以及可移植的人类胰岛的发展，这些可用于研究和潜在地用于器官修复。 威尔康奈尔医学(WCM)的干细胞研究所主任Shahin Rafii博士说。 我们现在还可以破译癌性血管如何获得其异常特征，从而可以确定肿瘤的新药物靶标。
器官再生的血管网
供体器官的短缺和人类疾病动物模型的不足构成了开发疗法以及修复或替换受损器官的障碍。移植器官可能因血液供应不足而衰竭。另外，每个器官和肿瘤中的血管是不同的，成功地再生受损器官或靶向癌性器官需要了解如何定制血管。
当前的其中微型组织被单层血管衬里的 芯片上器官 模型具有缺点，因为这些技术不允许血管与其他细胞类型及其环境相互作用和适应。共同资深作者西纳 拉巴尼(Sina Rabbany)博士说： 美国监管机构仍然没有批准再生器官的协议，这在很大程度上是由于无法使血管在人造器官内生长，而人造器官可以在移植时与宿主血液供应相连接。 ，WCM医学生物工程学副教授，霍夫斯特拉大学DeMatteis工程与应用科学学院院长。
这项新研究是基于第一作者布里菲 帕里库奇博士(拉菲博士实验室的前博士后)的发现进行的，该发现是一种叫做ETV2的蛋白质可以深刻改变培养的人类成年血管细胞的特性。ETV2是一种 先锋转录因子 ，或者可以通过打开或关闭一组广泛的基因来重新编程细胞的一种。
帕利库奇博士说： 成人内皮细胞不知道如何从头开始制造新血管。 他现在是加州大学旧金山分校的博士后。 我们的想法是使用ETV2将血管内皮细胞(缩写为R-VEC)重设为胎儿状态，在这种状态下，它们可以根据周围组织的信号适应性地形成新的血管。因此，对它们进行了重新培养以执行专门的血管我们还鉴定了三种天然组织成型 基质 蛋白的混合物，这些蛋白可帮助R-VEC在携带液体和血液的装置中形成血管。通过这种3-D平台，我们称之为 Organ-On-VascularNet ， 我们可以使用R-VEC来构建特定组织的血管，这可能有助于器官再生。
研究人员使用专门的成像方法显示，这种天然基质中的R-VEC可以自组装成一个能够在实验室皿中携带人血的功能丰富的血管网络，这是研究人员认为以前从未实现的壮举。 实时地组装和雕刻人体血管的三维可视化一直是一个挑战， Ryan Schreiner博士说，他是眼科细胞生理学研究的助理教授，WCM视觉功能核心部主任。 R-VEC具有自组织和形成血管的能力，这些血管随后携带人的血液，具有指导意义，可以帮助我们确定编排这种自然奇观的途径。
用于疾病建模和治疗的定制血管
研究人员表明，这些血管很容易与小鼠的现有脉管系统相连，并且可以存活几个月。他们还证明，R-VEC血管支持实验室生长的健康或癌性类器官的生长。WCM的医学博士后副研究员Duc-Huy T. Nguyen博士说： 人们可以想象R-VEC为再生医学和靶向癌症创造的机会。 我们现在可以在实验室中生成紧密模拟人类疾病的血管化组织模型，从而克服了雇用实验动物的需要。
为了证明其技术的多功能性，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的功能-胰脏中的胰岛素产生细胞群被1型糖尿病的自身免疫反应所破坏。胰岛移植有时用于治疗患者，但是由于胰岛移植到可接触的部位(例如皮肤)时无法提供稳定的血液供应，因此将其注入肝脏，导致难以监测和丢失胰岛移植物。
WCM医学再生医学教授Joe Zhou博士说： R-VECs使人胰岛血管化的能力将为工程化长久的胰岛以潜在治愈I型糖尿病奠定基础。 并与博士后助理李力博士合作进行了胰岛研究。这种血管化的胰岛将更容易获得，可能具有更好的存活率，并且可能优于我们目前在临床上使用的胰岛。它们还可以提供新的途径来测试旨在终止自身免疫反应的药物。
共同作者Paolo de博士说： R-VEC还可以使脱细胞的组织血管化，这是器官的天然支架。R-VEC可以在脱细胞的支架中同时植入大血管和小血管，从而增加了移植器官在小鼠中的存活率。 Coppi，美国国立卫生研究院教授，大奥蒙德街医院(GOSH)的儿科顾问医生，英国伦敦大学学院大奥蒙德街儿童健康研究所干细胞与再生医学科主任。 这是一项重要的进步，因为目前工程化的内皮细胞不能完全填充脱细胞的组织，从而防止长期植入。
R-VEC血管网络已被用于研究人类疾病，例如发现COVID-19如何对器官造成伤害。 我们正在利用R-VEC血管网络来研究SARS-CoV-2病毒如何对器官内的小血管造成严重破坏，从而为制定新的疗法奠定了基础 ，该病医学助理教授Robert Schwartz博士说。 WCM消化内科。
Voicecular-On-VascularNet系统使我们离构建具有足够血液供应以执行日常功能的大型可植入器官更近了一步。这项技术还为恶性，代谢性和免疫性疾病的药物筛选建立了平台，并揭示了确定疾病的途径。器官特异性的血液 血管多样性， Palikuqi博士说。
Rafii博士补充说： 我们看到现代再生医学的新领域，因为该领域面临的一些主要障碍现在将受到挑战。 Rafii博士同时还是基因医学的亚瑟 B 贝尔弗教授和再生医学系主任在Weill Cornell Medicine。 通过这项工作，我们已经学会了如何利用内皮细胞的修复功能，并可以开始解决各种未满足的医疗需求。
