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Stem Cell Reports:利用iPS细胞创建血管内皮细胞

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来源:生物谷 2013-08-25 09:55

2013年8月24日讯 /生物谷BIOON/--近日,哈佛干细胞研究所科学家已经成功地利用人类诱导多能干细胞(iPS细胞)制造出血管内皮细胞。使用一种独特的方法,研究人员通过在iPS细胞衍生的内皮细胞的表面上产生机械力来模仿血液的流动,诱导特定细胞类型的分化。 例如,细胞感觉到了更强的血液“流动”成为动脉细胞,而那些感觉较弱 “流动”的细胞成为静脉细胞。

2013年8月24日讯 /生物谷BIOON/--近日,哈佛干细胞研究所科学家已经成功地利用人类诱导多能干细胞(iPS细胞)制造出血管内皮细胞。使用一种独特的方法,研究人员通过在iPS细胞衍生的内皮细胞的表面上产生机械力来模仿血液的流动,诱导特定细胞类型的分化。

例如,细胞感觉到了更强的血液“流动”成为动脉细胞,而那些感觉较弱 “流动”的细胞成为静脉细胞。研究负责人Guillermo García-Cardena博士说:特别令人兴奋的发现是,这些细胞对生物力学线索基本上都有响应。

另外,这些iPS细胞可以直接分化成血液循环系统中的细胞,García-Cardena等人现正利用人类iPS细胞源性血管内皮细胞建造动脉斑块形成的模型,并识别潜在可能会阻止斑块形成的药物。

García-Cardena的团队发现,iPS派生人内皮细胞拥有体内成熟内皮细胞的3个关键功能:安“装配”炎症反应,保持血液外泄出血管,并防止血液凝块。

基于此信息,García-Cardena的工作有另一个令人兴奋的暗示,新的生成血管内皮细胞的方法能减少或者甚至消除透析肾和肺衰竭治疗中肝素的使用。相关研究论文发表在这个月的Stem Cell Reports杂志上。

传统上,进行透析的病人需要用肝素治疗,肝素是一种强大的防止血液凝固的药物。虽然肝素在防止凝血相当有效,但因为它大大稀释血液,也可以导致内脏出血。García-Cardena加西亚说:现在iPSC衍生内皮细胞可能被利用实现抗凝,在未来,从病人的组织样本中生成iPS细胞,然后用患者自身的内皮细胞覆盖特殊的体外装置,因此病人就可以在家进行治疗。(生物谷Bioon.com)

Functional Vascular Endothelium Derived from Human Induced Pluripotent Stem Cells

William J. Adams, Yuzhi Zhang, Jennifer Cloutier, Pranati Kuchimanchi, Gail Newton, Seema Sehrawat, William C. Aird, Tanya N. Mayadas, Francis W. Luscinskas, Guillermo García-Carde?a

Vascular endothelium is a dynamic cellular interface that displays a unique phenotypic plasticity. This plasticity is critical for vascular function and when dysregulated is pathogenic in several diseases. Human genotype-phenotype studies of endothelium are limited by the unavailability of patient-specific endothelial cells. To establish a cellular platform for studying endothelial biology, we have generated vascular endothelium from human induced pluripotent stem cells (iPSCs) exhibiting the rich functional phenotypic plasticity of mature primary vascular endothelium. These endothelial cells respond to diverse proinflammatory stimuli, adopting an activated phenotype including leukocyte adhesion molecule expression, cytokine production, and support for leukocyte transmigration. They maintain dynamic barrier properties responsive to multiple vascular permeability factors. Importantly, biomechanical or pharmacological stimuli can induce pathophysiologically relevant atheroprotective or atheroprone phenotypes. Our results demonstrate that iPSC-derived endothelium possesses a repertoire of functional phenotypic plasticity and is amenable to cell-based assays probing endothelial contributions to inflammatory and cardiovascular diseases.

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