干细胞科学家清除了制造移植动脉的又一个障碍

心血管疾病是世界范围内死亡的主要原因，治疗它并不容易。这种疾病会严重破坏患者的血管，需要进行复杂的搭桥手术。

莫格里奇研究所的科学家们正在努力实现创造动脉库的梦想——类似于血如今很常见的血库——有现成的材料可以在手术中替代病变的动脉。

莫格里奇再生生物学家詹姆斯·汤姆森(James Thomson)实验室的最新研究成果使科学向这一目标又迈进了一步。

在网上发表的一篇论文中干细胞报告2019年5月9日，汤姆森实验室强调了一种更好的平滑生长方式肌肉细胞是构成动脉的两种细胞成分之一，来自多能干细胞。这项工作还发现了一种潜在的药物，可以降低搭桥手术患者的术后风险。

“我们决定专注于血管因为心血管病是世界范围内死亡的主要原因，”汤姆森说。以美国为例，心脏病和中风分别是头号和第三大杀手。这项工作的意义不仅限于制造用于移植的血管;这是迈向更高级组织工程的垫脚石。”

在实验室中制造动脉需要两种基本的细胞类型:内皮细胞和平滑肌细胞。2017年，该实验室展示了生成和表征内皮细胞的方法，而新的研究重点是平滑肌细胞。

该研究的第一作者、莫格里治大学的副科学家张捷(音译)说，广泛使用的生长因子可以从干细胞中产生平滑肌细胞，也会导致内膜增生，这是旁路移植失败的最常见原因之一。

在内膜增生中，由于平滑肌细胞的增殖和迁移，一部分动脉壁增厚，导致血管变窄。

“我们希望有一个方案，可以降低内膜增生的风险，”张说。“这是平滑肌细胞分化的一个常见问题，如果你想制造一条有用的动脉，你不想冒这个风险。”

健康的平滑肌细胞需要收缩的能力，这有助于它们将血液输送到全身并调节血压。通过高通量筛选，研究小组发现了一种被称为RepSox的小分子，它最有可能产生具有收缩特性的细胞。

RepSox是从4804个小分子中鉴定出来的。与目前广泛使用的生长因子相比，RepSox抑制内膜增生。它比这些更稳定生长因子而且也是一种更便宜的选择。

RepSox具有分化平滑肌细胞的良好特性，也使其成为降低手术后并发症(如内膜增生)风险的理想候选药物。因此，这种基于干细胞的高通量筛选可以作为一种新的策略来识别限制血管狭窄的药物。

“即使你做了搭桥手术，你的动脉也会出现一些问题，比如再狭窄动脉由于内膜增生，”张说。“目前，市场上只有两种fda批准的药物(可以解决这些问题)，而且它们不是针对细胞类型的，这意味着它们有副作用。我们发现RepSox抑制内膜增生，副作用更少。”

RepSox是细胞类型特异性的，所以它抑制平滑肌细胞并阻止了内膜的发展增生不会影响到邻近的细胞类型，比如内皮细胞。

虽然这一发现使科学家们离改善心血管疾病的治疗方法更近了一步，但张说还有另一个挑战需要解决:细胞成熟。

“基本上，这种细胞类型比以前的研究要好，但还不成熟，”张说。“我们需要诱导这些细胞变得更成熟，更像我们的天然动脉，使其更有功能。”