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科学家繁殖血管细胞以用于器官移植 这一成果如何申请专利？

专利代理 发布时间：2025-10-15 15:46:48 浏览: 次


科学家们发现了一种方法，可以从小的活检样本中诱导人类内皮细胞在实验室中增殖，产生的细胞数量足以替换受损的血管或为移植供氧器官提供营养。内皮细胞形成血管的内层，调节血流、炎症和愈合。传统的在实验室中培养这些细胞的方法只能在细胞失去功能之前获得有限的数量。新的方法是用一种小分子药物处理成年内皮细胞，这种药物会唤醒休眠的细胞，使其能够分裂数百次，而没有衰老、突变或功能丧失的迹象。
 
这些发现于10月14日发表在《自然·心血管研究》上，可能提供一种可靠的方法来生成大量患者自身的内皮细胞，从而实现血管移植物用于心脏病、糖尿病治疗和器官移植，以及针对异常肿瘤血管的目标。
 
这一突破最初是由威尔康奈尔科学家在1973年报道的，但它们在人类治疗中的使用一直很麻烦。很难在临床数量上培养它们以对人类器官进行血管化，Shahin Rafii博士领导了这项研究。我们的技术使临床实验室能够使用在医生办公室中获取的小活检，并最终生产出万亿或更多的功能性内皮细胞，而不会获得任何异常特征。
 
人体器官需要健康的血管网络来愈合和再生，但生产对此必要的内皮细胞一直是个难题。即使是来自废弃人类脐带的年轻、健康的内皮细胞在大约八次细胞分裂后也会变得不稳定和衰老。
 
成人的内皮细胞加倍的速度甚至更慢，因为一些信号通路使很大一部分细胞保持休眠状态。其中一个是调控基因表达的核受体（AH）通路。最近，科学家们展示了通过使用一类小分子抑制AH受体，从而触发造血干细胞分裂。研究人员假设，这种方法可能也适用于成人的内皮细胞。  
 
研究团队发现三种不同的小分子可以阻断AH受体，并从包括成人脂肪组织等各种人体组织中培养内皮细胞，而成人脂肪组织是一个易于获取的收获点。在AH受体抑制剂的存在下培养活检样本，可以产生多达2万亿个内皮细胞，是对照培养的100倍。即使在这一大幅扩展之后，处理过的细胞的基因表达、基因组稳定性和形成血管的潜力都保持正常。细胞不会衰老也不会癌变，这对于临床治疗至关重要，拉菲博士说。
 
当团队进一步研究抑制剂处理的细胞是如何大量扩展时，他们注意到一些意想不到的事情。“我们原以为如果通过基因敲除降低AH受体基因表达，即使没有抑制剂也应该会有更多的增殖，但事实并非如此，”林博士说。这提供了一个线索，即小分子药物并不是抑制已知的AH受体途径，而是以一种完全不同的方式起作用。
 
这些抑制剂并没有阻止AhR通常的活性，而是触发了一条替代途径，改变了AhR与其他参与代谢、氧化和炎症的蛋白质的相互作用方式。抑制剂减少了有害的活性氧水平，使细胞除了利用葡萄糖外，能够利用其他途径来获取能量。这使它们能够继续复制，同时保护其基因组的完整性，拉菲博士说。进一步的实验发现，抑制剂激活了多胺的生成，这种分子对细胞的正常生长和存活至关重要，它可能在推动内皮细胞的增殖。
 
这些发现为在人体治疗所需的规模上生成血管的基本构建模块奠定了基础。接下来，研究人员将解剖抑制剂与AH受体结合如何重塑内皮细胞的细胞信号传导和代谢。研究者计划利用这种变革性的方法来培养临床规模的组织特异性血管，这些血管非常适合于工程化耐用的替代器官。
 
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