科学家制造出了构成血管壁的细胞；这项研究可能引发针对心血管疾病的新疗法和更好的筛检方法。剑桥大学的科学家们首次用患者的皮肤细胞制造出了不同类型的血管平滑肌细胞（SMCs，构成血管壁的细胞）。这项研究部分由Wellcome信托基金资助，研究结果于1月15日发表于《自然-生物技术》（Nature Biotechnology）。
在英国，总死亡人数的1/3都是由于心血管疾病所致。其中绝大部分是由于动脉粥样硬化引起，它是一种血管中的"水垢"和栓塞。对于那些不适合做传统的支架或搭桥治疗的患者，未来的一个选择可能是长出新的血管以绕过自身阻塞的血管。
该项研究的通讯作者、威康信托驻剑桥大学中级研究员Sanjay Sinha博士说："这项研究代表了重要的一步，将有能力制造出正确类型的平滑肌细胞用于构筑新的血管。其他的病人可能会受益于这些新血管，包括那些需要血管移植用于透析的肾功能衰竭患者。"
在研究中，科学家们使用了胚胎干细胞（或类似的来源于患者皮肤样本的细胞），它们具有形成机体各种类型细胞的潜能，被称为人多能干细胞（hPSCs）。利用人多能干细胞（hPSCs），他们发现了一种制造高纯度血管平滑肌的方法。尽管之前已经用人多能干细胞（hPSCs）制造出了血液细胞和心肌细胞，这项研究是首次在一个系统中开发出主要类型的血管平滑肌细胞，而且这个系统能够很容易地规模化用于临床级的生产。
血管平滑肌细胞来源于早期胚胎中的不同组织，科学家们已经能够在培养皿中再现三个不同类型的胚胎组织。有趣的是，这些平滑肌细胞（SMCs）对能导致血管疾病的物质（如生长因子）的反应各不相同，这取决于它们所来源的胚胎途径。他们的结论是，胚胎起源的差异性可能在决定一些常见血管疾病（如主动脉瘤或动脉粥样硬化等）在何时何地形成发挥了部分作用。Sinha补充道："利用这个系统，我们可以开始了解平滑肌细胞（SMCs）的起源是如何影响血管疾病的发展及为什么血管的有些地方被保护免受疾病影响。"
"此外，还有许多患者患有一种遗传性疾病（如马凡综合症），它影响了他们的血管平滑肌细胞并导致细胞过早死亡及残疾。通过这项研究，利用由患者皮肤样本制造的人多功能干细胞（hPSCs），我们将能够在培养皿中制造出携带有基因异常的平滑肌细胞。这类'盘子中的疾病'模型"将使我们更好的了解疾病，并使得我们能够筛选一些新的治疗方法。"
该消息由英国剑桥大学提供。（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.
