剑桥大学的研究人员首次用患者的皮肤细胞培育出不同类型的血管平滑肌细胞（SMCs）——血管平滑肌细胞是血管壁的重要组成成分。研究成果发表在1月15日杂志Nature Biotechnology上。
英国1/3的人因为心血管疾病而去世，而这些心血管疾病多是由动脉粥样硬化引起的，动脉粥样硬化是物质积聚和堵塞血管。对于那些不适合传统的支架治疗或冠状动脉搭桥手术的病人，将来的一个治疗方法可能是长出新的血管从而绕过堵住的血管。
这项研究的主要作者Sanjay Sinha博士说：“这项研究对培育出健康的平滑肌细胞是重大突破，有助于重建新的血管。其他的患者也可以从新血管中获益，包括需要血液透析的肾衰竭患者。”
研究人员在这项研究里用的是胚胎干细胞，或是类似的来源于患者皮肤的细胞，这些细胞有潜能发育成身体的任何一种细胞，也被称为人类胚胎多能干细胞（hPSCs）。研究人员使用人类胚胎多能干细胞发现一种可以培育出高纯度平滑肌细胞的方法。尽管之前已经用多能干细胞培育出血细胞和心肌细胞，但这是首次用这样的一个系统培育出各种主要类型的血管平滑肌细胞，这使得大规模临床应用生产更简单。
血管平滑肌细胞在胚胎早期来源于不同的组织，而研究人员可以在培养皿中复制三种不同类型的胚胎组织。有趣的是，这些平滑肌细胞对血管中致病物质反应不同，比如说对生长因子，就取决于这些生长因子来自哪个胚胎反应。研究人员总结出，胚胎来源的差别决定了常见的血管疾病发生的地点和时间，比如主动脉瘤和动脉粥样硬化等常见血管疾病。
Sinha博士补充道：“使用这个系统，我们开始了解平滑肌细胞的来源如何影响着血管疾病的发生以及为什么血管的一部分可免受疾病困扰。”
另外，许多患者比如Marfans Syndrome患有遗传病会影响他们的血管平滑肌细胞，从而导致残疾和早逝。通过这项研究和使用病人皮肤细胞样本培育出的胚胎多能干细胞，我们可以在培养皿中可培育出基因异常的平滑肌细胞。这种基因异常的细胞模型可以让我们更好的了解这种疾病，从而筛选出新的治疗方法。
Generation of human vascular smooth muscle subtypes provides insight into embryological origin–dependent disease susceptibility
Christine Cheung, Andreia S Bernardo, Matthew W B Trotter, Roger A Pedersen & Sanjay Sinha
Heterogeneity of embryological origins is a hallmark of vascular smooth muscle cells (SMCs) and may influence the development of vascular disease. Differentiation of human pluripotent stem cells (hPSCs) into developmental origin–specific SMC subtypes remains elusive. Here we describe a chemically defined protocol in which hPSCs were initially induced to form neuroectoderm, lateral plate mesoderm or paraxial mesoderm. These intermediate populations were further differentiated toward SMCs (>80% MYH11+ and ACTA2+), which displayed contractile ability in response to vasoconstrictors and invested perivascular regions in vivo. Derived SMC subtypes recapitulated the unique proliferative and secretory responses to cytokines previously documented in studies using aortic SMCs of distinct origins. Notably, this system predicted increased extracellular matrix degradation by SMCs derived from lateral plate mesoderm, which was confirmed using rat aortic SMCs from corresponding origins. This differentiation approach will have broad applications in modeling origin-dependent disease susceptibility and in developing bioengineered vascular grafts for regenerative medicine.
文献链接：https://www.nature.com/nbt/journal/vaop/ncurrent/full/nbt.2107.html
