仅需5天，干细胞变“救命”血管
当实验小鼠的血管受损后，科学家将仅用5天时间在实验室中培育出的微型球状人工血管植入其体内，成功恢复了受损组织的血液供应，大幅减少了组织坏死的发生。这一突破为未来治疗因事故或血栓导致的组织损伤带来了新的希望。
由干细胞培育而成的人类血管类器官。图片来源：Melero-Martin Lab
此前，通过将人类干细胞置于化学混合物中的方式，研究人员已经能够培育出被称为“类器官”的血管团块。但美国哈佛大学的Juan Melero-Martin表示，该方法存在局限，因为其“通常需要数周时间，而且生成的血管往往难以真实模拟人体内的血管结构”。
作为替代方案，Melero-Martin和同事对人类干细胞进行了基因改造。这些干细胞是由皮肤细胞重编程而来。他们为这些干细胞引入了一段特定的遗传序列，使其在抗生素强力霉素存在的情况下能发育成血管组织。“我们成功在短短五天内就获得了血管类器官。”Melero-Martin说，“这些血管在蛋白质和基因活性水平上都与人体内的血管高度相似。”
为了验证这些类器官是否具有治疗受损组织的能力，研究人员对多只小鼠进行手术，切断其一条腿的血液供应，使血流量降至正常水平的10%以下。一小时后，他们在每处损伤部位植入了1000个类器官。
两周后，研究人员通过影像观察发现，植入的血管已与小鼠自身的血管融合，并将血流量恢复到正常水平的50%。美国斯坦福大学的Oscar Abilez指出：“这已经是一个相当可观的恢复量。例如，在心脏病发作的情况下，如果能在合理时间内恢复如此程度的血流，将大大减少组织损伤。”
Melero-Martin表示，在接受治疗的小鼠中，约75%的动物组织坏死程度非常轻微，而在未接受血管类器官移植的对照组中，约90%小鼠的腿部组织发生了严重坏死。
在另一项实验中，研究人员将这些类器官用于治疗患有1型糖尿病的小鼠。这种疾病会导致胰腺受损，进而引起血糖水平异常升高。研究发现，当将类器官与胰腺组织一同移植到小鼠体内时，相比仅移植胰腺组织，小鼠的血糖控制得到了显著改善。
不过，Abilez指出，在这种方法可以应用于人体之前，还需要在猪等更大的动物身上进一步开展研究。Melero-Martin也表示，团队希望尽快推进这一阶段的研究，他认为人类临床试验有可能在未来五年内实现。
除了治疗组织损伤外，这项研究成果还有助于开发更贴近人体生理状态的实验室培育“迷你器官”，甚至可用于构建科学家可在实验室中研究并测试疗法的“迷你肿瘤”。
Abilez补充道：“如今一些类器官只能生长到一定尺寸，但因为缺乏血管系统，一旦超过几毫米，它们就会开始死亡。而这项研究提供了一种将血管系统整合进类器官的方法，使其更接近人体的真实生理状态，从而在治疗开发方面更具应用价值。”
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