在改进实验室中培养动脉内皮细胞的方法的同时，莫格里奇研究所的再生生物学团队出人意料地发现了一种用于研究血管疾病标志的强大新模型。
由Morgridge研究所研究员Dave Vereide领导的研究小组在2018年1月9日的干细胞报告中描述了一种从脐带血和成人骨髓来源制造人动脉内皮细胞的新方法。众所周知，这些细胞难以稳定地生长，对于任何未来组织工程对抗心脏病的努力都是必不可少的。
但这些细胞的第二个特征可能会更有影响力。Vereide说细胞表现出两种不同的状态：一种在多代生长中保持其健康的动脉特性;还有一个相当快速地将身份转变为与动脉硬化或动脉硬化密切相关的受损细胞类型。
这种身份变化被称为间充质转化的内皮细胞，被广泛认为是先天性心脏病，重要器官纤维化，高血压和心脏病发作的主要危险因素。
Vereide说两种细胞类型的结构变化非常明显。内皮细胞具有细长的形状，并且倾向于在包含动脉内表面的光滑的单细胞层中生长。相比之下，间充质细胞变得更加星形，并且它们可以沉积钙化的细胞外基质，其易于在动脉中积聚。Vereide说，间充质细胞也会堆积在一起，导致动脉增厚或积聚，从而限制血液流动。
将这些新细胞系整齐地组装在一个培养皿中，有两种形式 - 一种对间充质细胞过渡具有抗性，另一种对它非常敏感 - 可能是一个巨大的福音，不仅要了解这种变化的基本生物学，还要发现抑制药物的作用。它，Vereide说。
“我们认为我们已经找到了这个非常有趣的新研究和对一个主要疾病因素的见解，”Vereide说。“我们拥有这两种状态的事实使得研究变得非常容易，因为你可以把生物学分成一个角落并减少两者之间的区别。”
在创建新细胞系时，研究小组使用了两个转录因子 - 或控制特定遗传功能的蛋白质 - 已知对多种细胞类型都很重要。但事实证明，当它们合并时，它们几乎完全调节动脉内皮细胞的生长。
Vereide说，这是一个“超级幸运”的巧合。对于绝大多数可能在人体循环系统中出错的事物，几乎所有这些都与动脉功能障碍有关。这使得动脉内皮成为发现的主要目标。直到最近，科学家还难以让这些细胞在体外生长，依靠来自尸体的动脉细胞，这些细胞很快就会丧失其动脉特征并且不会长时间扩散。
这一进步为这些细胞提供了第二个有价值的来源。干细胞先驱詹姆斯汤姆森领导的2017年夏季Morgridge再生生物学实验室的另一项进展，首次产生了多能干细胞的功能性动脉细胞，其质量和规模与组织工程相关，包括创建用于心脏手术的动脉库。
“现在我们有一个专注于细胞疗法的研究，另一个专注于药物发现，所以我们覆盖了所有的基础，”他说。
内皮细胞到间充质细胞转变发生了什么?Vereide说，这可能是一个正常的过程。
“我怀疑有一种自然发生的转变可能是健康的，就像对伤害的反应一样，”他说。“这可能是正常稳态平衡的一部分。我认为在疾病进展过程中发生的变化是平衡发生变化，现在发生了过多的转变并且你会产生这些巨大的有害影响。“
下一个重大挑战是找到这些细胞之间的遗传差异，使一组更具抵抗力。Vereide表示希望找到可以抑制这种疾病转变的药物或小分子的目标。他说，就像一大类他汀类药物彻底改变高胆固醇治疗方法一样，可能有一类新的药物可以攻击这种动脉硬化的主要前体。
它也可能对细胞疗法有价值。他说：“你可以想象一个测试来预测你的细胞是否会对转变产生许可或抵抗，并引导临床医生进入人体中表现最佳的细胞。”
动脉干细胞研究是汤姆森实验室的主要关注点。人体血管系统共同延伸超过60,000英里，为身体的每个部位提供氧气和营养。心血管疾病是全世界死亡的主要原因。
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