【人造血管模擬罕見加速老化病】生物醫學工程師已經培養了微型人體血管，其表現出與Hutchinson-Gilford Progeria綜合征相關的許多症狀和藥物反應 - 這是一種非常罕見的遺傳性疾病，其導致類似於兒童加速老化的症狀。

        該技術將幫助醫生和研究人員更迅速地篩選潛在的疾病治療的方法，目的是最終創建個性化篩選的新平台。該技術還提供了一種研究其他罕見疾病的新方法，可以為老年人治療心髒病提供洞察力。

        該研究於8月15日在“科學報告”雜誌上發表。

        杜克大學生物醫學工程博士生和研究的第一作者Leigh Atchison說：“目前為這種疾病預定的一種藥物將患者的生命延長了三個月，這被認為是一個重大的轉變。 “他們正在尋找任何可以延長使用壽命甚至幾個月的事情，這是毀滅性的改變。”

        Hutchinson-Gilford Progeria綜合征 - 或簡稱為簡單的progeria是由基因組中的單點突變引起的非遺傳性遺傳疾病。它是如此罕見，如此致命，目前在全世界隻有約250個已知病例。

        Progeria由稱為progerin的有缺陷的蛋白質觸發，其積聚在細胞核外部，而不是成為其結構支持係統的一部分。這會導致細胞核發生異常形狀，並抑製其分裂能力。所產生的症狀看起來像加速老化，受影響的患者通常死於14歲以前由血管減弱引起的心髒病。

        Duke的生物醫學工程教授R. Eugene和Susie E. Goodson教授說：“Progeria不被認為是遺傳性的，因為沒有人壽命足夠長。 “目前有75名臨床試驗兒童，鑒於疾病罕見，這是很驚人的，但是考慮到15種化合物進行試驗，數學最終不會奏效，您不能嚐試所有這些藥物或各種他們在人類中的組合，所以我們希望我們的平台將提供一種替代方法來測試它們。

        血管難以模擬，因為它們的壁具有多層細胞，包括內皮和介質。內皮是與循環血液相互作用的所有血管的最內層。培養基主要由平滑肌細胞製成，有助於控製血液中的血流和壓力。

        研究人員認為，這些平滑肌細胞的惡化最終會導致心髒病和心力衰竭。

        Atchison表示：“因為要學習這麼困難的疾病，我們想看看能否使用人體細胞創建一個更準確地代表這種疾病的平台，然後再考慮將其用於藥物測試。” “所以我們試圖使用衍生自取自患者的細胞的誘導多能幹細胞來培育微型人造血管。”

        計劃工作在僅僅四周的增長中，工程化血管顯示許多患有疾病症狀的症狀，簡單的細胞培養物無法得以重現。血管也對藥物做出類似的反應，揭示當前治療方法如何運作的細微差別。

        雖然在給予雷帕黴素類似物一周後血管顯示出改善的功能，但仍然存在稱為依維莫司，治療鈣化和其它心血管疾病症狀的藥物。這意味著該藥物正在幫助平滑肌細胞工作地更好，但不能補救和改善潛在的症狀。

        “這就是為什麼我們的係統可以這麼有用，”阿奇森說。 “它可以以更快，更高的吞吐量方式告訴我們這種藥物正在做什麼，以及我們是否需要第二次治療來解決疾病的其他方麵。”

        如果一旦成功也可能有助於研究其他罕見疾病。

        Truskey說：“我們很高興的主要事情是，這是在實驗室中創建罕見疾病血管模型的原則的證明，以更好地了解它，並希望開發一種新的治療方法。

        這項研究還可以深入了解為什麼一些老年人特別容易發生心髒病。許多心髒病患者已經表現出相同的progerin蛋白的積累，所以研究人員認為這兩種情況之間可能存在聯係。

        當然，對新的人造血管來說也是有局限性的。它們與任何外部機關無關，也不嵌入生命中複雜的生物學中。

        阿奇森說：“我們在本研究中隻從原發病人創建平滑肌細胞，但內皮細胞也可能發揮重要作用。 “如果我們可以將來自患者自身細胞的內皮細胞納入模型，那麼我們可以為這些患者創建一個更個性化的測試平台。”