實驗室培育的“小血管”為卒中和血管性失智的主要病因提供了潛在的治療方法
劍橋大學(xué)的科學(xué)家們已經(jīng)在實驗室里培育出了類似小血管的模型,并利用它們來展示支撐這些血管的支架受損是如何導(dǎo)致它們滲漏,從而導(dǎo)致血管性失智和卒中等疾病的。
劍橋大學(xué)
11月16日消息
這項發(fā)表在《干細胞報告》(Stem Cell Reports)上的研究還發(fā)現(xiàn)了一種藥物靶點,可以“堵塞”這些漏洞,防止所謂的腦小血管病。
研究于2023年11月16日發(fā)表在《Stem Cell Reports》(最新影響因子:5.9)雜志上
腦小血管病(Small vessel disease ,SVD)是與年齡相關(guān)的認知功能下降的主要原因,占全球失智癥病例的近一半(45%)。它還導(dǎo)致了五分之一(20%)的缺血性卒中,這是最常見的卒中類型,血液凝塊阻止血液和氧氣流向大腦。
大多數(shù)小血管病病例與高血壓和 2 型糖尿病等疾病相關(guān),往往影響中年人。然而,有一些罕見的遺傳性疾病可以在更年輕的時候發(fā)病,通常在 35 歲左右。遺傳性和“自發(fā)性”疾病具有相似的特征。
劍橋大學(xué)(University of Cambridge)Victor Phillip Dahdaleh 心肺研究所的科學(xué)家使用了從患有這種罕見的 SVD 患者的皮膚活檢中提取的細胞,這種 SVD 是由一種名為 COL4 的基因突變引起的。
通過對皮膚細胞進行重新編程,他們能夠創(chuàng)造出誘導(dǎo)多能干細胞(iPS),這種 iPS 有能力發(fā)展成體內(nèi)幾乎任何類型的細胞。然后,研究小組利用這些干細胞產(chǎn)生了腦血管細胞,并創(chuàng)建了一種模仿患者腦血管缺陷的疾病模型。
劍橋大學(xué)臨床神經(jīng)科學(xué)系的 Alessandra Granata 博士領(lǐng)導(dǎo)了這項研究,她說:“盡管全世界有很多人受到小血管病的影響,但我們幾乎沒有治療方法,因為我們不完全了解是什么損害了血管并導(dǎo)致了這種疾病。”我們對潛在原因的大部分了解往往來自于動物研究,但它們能告訴我們的東西有限。
“這就是為什么我們轉(zhuǎn)向干細胞來生成腦血管細胞,并‘在培養(yǎng)皿中’創(chuàng)建一個疾病模型,以模擬我們在患者身上看到的情況。”
我們的血管是圍繞著一種叫做細胞外基質(zhì)的支架構(gòu)建的,這是一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),它排列并支撐著大腦中的小血管。COL4 基因?qū)|(zhì)的健康很重要。
在他們的疾病模型中,研究小組發(fā)現(xiàn)細胞外基質(zhì)被破壞了,尤其是在其所謂的“緊密連接”處,它將細胞“拉”在一起。這導(dǎo)致小血管滲漏,這是小血管病的一個關(guān)鍵特征,即血液從血管滲漏到大腦。
研究人員發(fā)現(xiàn)了一種叫做金屬蛋白酶(MMPs)的分子,它在這種損傷中起著關(guān)鍵作用。一般來說,基質(zhì)金屬蛋白酶對維持細胞外基質(zhì)很重要,但如果產(chǎn)生太多,它們就會破壞結(jié)構(gòu),就像《魔法師的學(xué)徒》(The Sorcerer's Apprentice)中一樣,一把掃帚可以拖地,但太多就會造成破壞。
當研究小組用抑制基質(zhì)金屬蛋白酶的藥物(一種抗生素和抗癌藥物)處理血管時,他們發(fā)現(xiàn)這些藥物逆轉(zhuǎn)了損傷并阻止了滲漏。
Granata 博士補充說:“這些特殊的藥物可能有顯著的副作用,因此它們本身無法治療小血管病。但它們表明,理論上,靶向 MMPs 可以阻止疾病。我們的模型可以相對容易地擴大規(guī)模,以測試未來潛在藥物的可行性。”
創(chuàng)建于1209年的英國劍橋大學(xué)
參考文獻
Source:University of Cambridge
Lab-grown 'small blood vessels' point to potential treatment for major cause of stroke and vascular dementia
Reference:
Al-Thani, M, Goodwin-Trotman, M. A novel human 1 iPSC model of COL4A1/A2 small vessel disease unveils a key pathogenic role of matrix metalloproteinases. Stem Cell Reports; 16 Nov 2023; DOI: https://doi.org/10.1016/j.stemcr.2023.10.014
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原文標題 : 實驗室培育的“小血管”為卒中和血管性失智的主要病因提供了潛在的治療方法
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