生命科学:血管类器官成心血管研究重要模型,却存诸多问题?

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血管类器官研究取得显著突破,为心血管疾病的治疗带来了新的生机。这一创新的研究成果不仅推动了生物医学领域的进步,同时也为缺血性疾病的诊疗提供了全新的治疗思路。

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血管类器官研究意义重大

血管类器官在心血管科学研究中占据至关重要的地位。这些器官源自多能干细胞的定向分化,具备生成各类血管细胞的能力,从而构筑出具备灌注功能的三维血管网络。该模型能够复制细胞间的相互作用,并精确再现具有器官特异性的血管微环境。这些特性对于深入探究血管的生理与病理变化极为关键,并且,它们还使得在实验室条件下研究心血管疾病的发病机理成为可能。

合作团队发表重要文章

2025年6月13日,北京大学基础医学院王凯课题组与哈佛医学院Juan Melero-Martin团队共同在Cell Stem Cell期刊上公布了一项研究成果。该研究提出了一种创新技术,该技术能够通过正交激活转录因子ETV2和NKX3.1,有效加速血管生成素(VOs)的生成过程。该跨国合作项目在血管类器官研究领域实现了重大突破,这一成就标志着该领域的一个重要进展;此外大连市同乐中小企业商会,这一成果亦充分体现了国际科研界在生物科学前沿领域的卓越合作能力。

新方法生成血管类器官

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研究团队成功建立了dox-ETV2-iPSC和dox-NKX3.1-iPSC细胞系,通过激活Wnt通路,实现了细胞向间充质祖细胞的分化。接着,将这些细胞进行混合后,进行了3D培养,并加入了dox以促进转录因子的表达。令人振奋的是,在第5天,成功获得了直径均一、平均约为250µm的血管类器官团。该高效生成技术显著缩短了血管类器官制作所需的时间,这一改进极大地便利了后续研究及应用的进行。

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体内实验凸显治疗潜力

体内实验数据揭示,利用正向编程技术制备的血管生成素(VOs)在局部注射后,对于缓解下肢缺血症状具有潜在的治疗效果。这一发现为缺血性疾病的治疗领域注入了新的活力,为众多受此病痛折磨的患者提供了新的治疗前景和希望。

转录因子作用关键

在干细胞向血管内皮细胞分化的过程中,转录因子ETV2发挥着极其重要的作用。研究团队之前成功地将化学修饰的ETV2 mRNA引入实验,从而实现了对干细胞分化为内皮细胞的精确控制。除此之外,通过激活其他转录因子,该团队还实现了对另一种关键细胞类型的正向调控,这为后续研究奠定了坚实的基础。转录因子的研究对于血管类器官领域至关重要,它构成了这一领域研究的关键环节。同时,这项研究对于确立后续的分化策略起到了决定性的作用。

无痕分化研究有进展

为了消除转座子系统对基因组产生的干扰,研究团队采用了电转mRNA技术,成功激活了ETV2和NKX3.1的表达,进而实现了基因组的平滑分化。不过,在短期内,通过此方法获得的iEC在体内构建血管网络的能力相对较弱。该研究成果体现了研究团队在确保研究安全与实效性方面的不懈追求,尽管目前仍存在一些有待完善的方面,但同时也为后续的改进工作指明了清晰的方向。

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