高效生成人类内皮细胞的新方法：突破性研究为心血管疾病研究带来新希望

找药助理

951次浏览发布时间：2024-08-01 16:24:31

　　心血管系统疾病是全球范围内的主要致死因素，而理解这些疾病的发生机制对于开发有效的治疗方法至关重要。血管的最内层由内皮细胞构成，这些细胞在调节血压、血液凝固等方面扮演着重要角色，同时在心血管疾病的发展中也起到关键作用。因此，研究人类内皮细胞对于揭示这些疾病的根源至关重要。然而，从人体获取足够的内皮细胞样本并不容易，这为科学研究带来了挑战。波恩大学医院(UKB)和波恩大学的研究人员近期发表了一项突破性研究，介绍了一种高效、经济且可重复的方法，可以从人类诱导多能干细胞(hiPSC)中生成功能性内皮细胞，为在体外研究心血管疾病提供了新的可能性。这项研究结果已发表在《心血管研究》杂志上。

　　内皮细胞的关键作用

　　内皮细胞排列在血管内壁，执行许多重要任务，包括调节血压和血液凝固。在心血管疾病的发生和发展过程中，内皮细胞也起到了关键作用。研究这些细胞的功能和行为对于理解心血管疾病的机制至关重要。然而，获取和培养足够数量的内皮细胞样本一直是科学研究中的一大难题。

　　人类诱导多能干细胞(hiPSC)的潜力

　　人类诱导多能干细胞(hiPSC)因其未分化的状态，具备分化为多种细胞类型的潜力，包括内皮细胞。这使得hiPSC成为研究心血管疾病的理想材料。尽管过去已经开发了多种将hiPSC分化为内皮细胞的方法，但这些方法往往复杂、耗时且成本高昂。最有效的方法之一是使用生长因子结合纯化步骤来富集成功生成的内皮细胞。然而，这些方法仍然存在效率和可重复性的问题。

　　ETV2：分化的关键驱动因子

　　在最近的一项研究中，美国波士顿哈佛医学院的George Church教授和波恩大学的Volker Busskamp教授领导的国际研究小组发现，转录因子ETV2在hiPSC分化为内皮细胞的过程中起到了关键作用。研究团队开发了一种名为PGP1 ETV2 iso2的hiPSC系，通过添加抗生素强力霉素可以特异性激活ETV2。这一发现为开发高效的内皮细胞生成方法奠定了基础。

　　新的高效分化方案

　　波恩大学的研究团队在Sarah Rieck博士的领导下，与Volker Busskamp教授团队的Kritika Sharma合作，改进了PGP1-ETV2-iso2系的分化方案，并与传统的使用生长因子的策略进行了比较。结果显示，改进后的ETV2方案在效率和成本效益方面优于使用生长因子的方案。具体而言，ETV2方案能够更快速地生成内皮细胞，所需的培养基添加剂更少，并且不需要额外的纯化步骤。此外，该过程具有高度的可重复性，可以轻松应用于其他hiPSC系。

　　功能性内皮细胞的生成

　　通过ETV2方案生成的内皮细胞具有内皮细胞特有的蛋白质，并表现出典型的功能特性，如调节血压和血液凝固的能力。研究人员还发现，通过修改分化方案，可以优先获得具有动脉或静脉特征的内皮细胞。这为更详细的研究提供了可能，能够更好地模拟不同类型血管的内皮细胞功能。

　　内皮细胞的成熟度

　　尽管通过ETV2方案生成的内皮细胞在功能上与使用生长因子分化的内皮细胞相似，但研究人员发现，前者的成熟度略高。然而，与来自脐静脉的内皮细胞相比，这些hiPSC衍生的内皮细胞尚未完全发育。这可能是由于缺乏外部影响，例如没有血流的刺激。尽管如此，ETV2方案为生成功能性内皮细胞提供了一种高效且可行的方法。

　　未来的研究方向

　　未来的研究将继续优化ETV2方案，以进一步提高内皮细胞的成熟度和功能性。此外，研究团队计划探索其他转录因子和信号通路，以改进和扩展这一方法。通过不断的优化和改进，这一技术有望为心血管疾病的研究和治疗提供更强大的工具。

　　总之，波恩大学医院和波恩大学的研究团队开发的这一高效生成人类内皮细胞的新方法，为在体外研究心血管疾病提供了新的可能性。这一突破性研究不仅提高了内皮细胞生成的效率和经济性，还为未来开发新型治疗方法提供了重要基础。随着研究的深入和技术的进一步优化，我们有望在不久的将来看到这一方法在心血管疾病研究和治疗中的广泛应用。

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