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Nat Commun:实验室开发人造血管 移植后可在大型动物体内生长

来源:生物谷 2016-09-29 10:48


2016年9月29日讯 /生物谷BIOON/ --最近明尼苏达大学的研究人员取得一项突破进展,他们将实验室内通过生物工程技术开发的人造血管成功地移植到小羊羔体内,并且移植血管自身还能够继续生长。如果该结果能够在人体上得到证实,这些人造血管可以使一些患有先天性心脏缺陷的儿童避免进行重复手术。

这项研究发表在国际学术期刊Nature Communication上。

在这项研究中,Robert Tranquillo教授及其领导的研究小组首先利用供体羊的皮肤细胞获得了血管样的软管,之后再将供体细胞移除将发生免疫排斥的可能性降到最低。这也意味着这些人造血管可以在体外进行保存,在需要的时候进行移植,不需要加入任何经过工程改造的细胞就能够在受体体内生长。当把一段人造血管移植到一只羊羔体内,血管样软管会被受体自身的细胞重新填充,人造血管得以继续生长。

为了开发构成人造血管的材料,研究人员将供体羊的皮肤细胞与纤维蛋白形成的明胶样材料结合做成软管形状,再有规律地将细胞生长所需的营养成分通过生物反应器泵入人造血管,维持时间可多达5周。这种生物反应器不仅能够提供营养成分还可以锻炼血管使其加固变硬。研究人员开发的这种生物反应器是加强人造血管强度,避免植入体内之后发生破裂的关键因素。

随后研究人员使用特殊的洗涤剂冲掉所有的供体细胞,留下无细胞的血管模型,这样植入受体体内不会引起免疫反应。他们用血管模型替换掉五周大的三只小羊羔的肺动脉的一部分,植入的血管很快就会被羊羔自身细胞填充起来,使人造血管弯曲到本来的形状,与受体共同生长直到成年。

当羊的年龄达到50周,人造血管的直径增加了56%,能够通过人造血管的血量增加了216%,胶原蛋白也增加了465%,这表明人造血管不只是得到拉伸,也发生了生长。除此之外并没有发现血栓,血管狭窄或钙化等情况。

研究人员表示,他们观察到血管生长并且没有不良情况的出现,这些结果令人非常振奋。他们希望未来几年能够得到FDA批准开展临床试验。(生物谷Bioon.com)

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DOI: 10.1038/ncomms12951 

Tissue engineering of acellular vascular grafts capable of somatic growth in young lambs

Zeeshan Syedain, Jay Reimer, Matthew Lahti, James Berry, Sandra Johnson, Robert T. Tranquillo

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