实验室培育的“小血管”为卒中和血管性失智的主要病因提供了潜在的治疗方法

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剑桥大学的科学家们已经在实验室里培育出了类似小血管的模型,并利用它们来展示支撑这些血管的支架受损是如何导致它们渗漏,从而导致血管性失智和卒中等疾病的。

剑桥大学

11月16日消息

这项发表在《干细胞报告》(Stem Cell Reports)上的研究还发现了一种药物靶点,可以“堵塞”这些漏洞,防止所谓的脑小血管病

研究于2023年11月16日发表在《Stem Cell Reports》(最新影响因子:5.9)杂志上

脑小血管病(Small vessel disease ,SVD是与年龄相关的认知功能下降的主要原因,占全球失智症病例的近一半(45%)。它还导致了五分之一(20%)的缺血性卒中,这是最常见的卒中类型,血液凝块阻止血液和氧气流向大脑。

大多数小血管病病例与高血压和 2 型糖尿病等疾病相关,往往影响中年人。然而,有一些罕见的遗传性疾病可以在更年轻的时候发病,通常在 35 岁左右。遗传性和“自发性”疾病具有相似的特征

剑桥大学(University of Cambridge)Victor Phillip Dahdaleh 心肺研究所的科学家使用了从患有这种罕见的 SVD 患者的皮肤活检中提取的细胞,这种 SVD 是由一种名为 COL4 的基因突变引起的

通过对皮肤细胞进行重新编程,他们能够创造出诱导多能干细胞(iPS),这种 iPS 有能力发展成体内几乎任何类型的细胞。然后,研究小组利用这些干细胞产生了脑血管细胞,并创建了一种模仿患者脑血管缺陷的疾病模型

剑桥大学临床神经科学系的 Alessandra Granata 博士领导了这项研究,她说:“尽管全世界有很多人受到小血管病的影响,但我们几乎没有治疗方法,因为我们不完全了解是什么损害了血管并导致了这种疾病。”我们对潜在原因的大部分了解往往来自于动物研究,但它们能告诉我们的东西有限。

“这就是为什么我们转向干细胞来生成脑血管细胞,并‘在培养皿中’创建一个疾病模型,以模拟我们在患者身上看到的情况。”

我们的血管是围绕着一种叫做细胞外基质的支架构建的,这是一种网状结构,它排列并支撑着大脑中的小血管。COL4 基因对基质的健康很重要

在他们的疾病模型中,研究小组发现细胞外基质被破坏了,尤其是在其所谓的“紧密连接”处,它将细胞“拉”在一起。这导致小血管渗漏,这是小血管病的一个关键特征,即血液从血管渗漏到大脑。

研究人员发现了一种叫做金属蛋白酶(MMPs)的分子,它在这种损伤中起着关键作用。一般来说,基质金属蛋白酶对维持细胞外基质很重要,但如果产生太多,它们就会破坏结构,就像《魔法师的学徒》(The Sorcerer's Apprentice)中一样,一把扫帚可以拖地,但太多就会造成破坏。

当研究小组用抑制基质金属蛋白酶的药物(一种抗生素和抗癌药物)处理血管时,他们发现这些药物逆转了损伤并阻止了渗漏

Granata 博士补充说:“这些特殊的药物可能有显著的副作用,因此它们本身无法治疗小血管病。但它们表明,理论上,靶向 MMPs 可以阻止疾病。我们的模型可以相对容易地扩大规模,以测试未来潜在药物的可行性。

创建于1209年的英国剑桥大学

参考文献

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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       原文标题 : 实验室培育的“小血管”为卒中和血管性失智的主要病因提供了潜在的治疗方法

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