研究人員利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的蛋白質(zhì)，現(xiàn)已證明他們能夠在實(shí)驗(yàn)室中引導(dǎo)人類(lèi)干細(xì)胞形成新血管。再生醫(yī)學(xué)的這一里程碑為修復(fù)受損的心臟、腎臟和其他器官帶來(lái)了新的希望。
華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)了該項(xiàng)目。他們的研究成果于 6 月 10 日發(fā)表在《細(xì)胞》雜志上。
“無(wú)論是心臟病發(fā)作、糖尿病還是自然衰老過(guò)程，我們體內(nèi)的組織都會(huì)積累損傷。修復(fù)部分損傷的一種方法可能是在需要恢復(fù)健康血液供應(yīng)的區(qū)域促進(jìn)新血管的形成，”這項(xiàng)研究的資深作者 Hannele Ruohola-Baker 說(shuō)。她是華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的生物化學(xué)教授，也是華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院干細(xì)胞和再生醫(yī)學(xué)研究所的副主任。
生長(zhǎng)因子在組織發(fā)育、傷口愈合和癌癥中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。通過(guò)與細(xì)胞外部的受體結(jié)合，這些分子會(huì)推動(dòng)細(xì)胞內(nèi)部的變化。幾十年來(lái)，研究人員一直試圖將天然生長(zhǎng)因子重新用作再生藥物，但收效甚微，但由于不精確，許多實(shí)驗(yàn)性治療都失敗了。
“我們著手創(chuàng)建定制蛋白質(zhì)，以極其精確的方式與細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體結(jié)合。當(dāng)我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中制造這些分子并用它們治療人類(lèi)干細(xì)胞時(shí)，我們看到不同類(lèi)型的血管根據(jù)我們使用的蛋白質(zhì)而發(fā)育。這是一個(gè)全新的控制水平，”這項(xiàng)研究的主要作者、華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)科學(xué)家培訓(xùn)計(jì)劃的新畢業(yè)生娜塔莎·埃德曼解釋說(shuō)。
研究人員利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)了環(huán)狀蛋白質(zhì)，每個(gè)蛋白質(zhì)最多可靶向 8 個(gè)成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體。他們發(fā)現(xiàn)，通過(guò)改變環(huán)的大小和其他蛋白質(zhì)特性，他們可以控制干細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)室條件下的成熟方式。
由此產(chǎn)生的血管網(wǎng)絡(luò)功能齊全且成熟。它們形成管狀，劃傷后可愈合，并按預(yù)期從周?chē)h(huán)境中吸收營(yíng)養(yǎng)。當(dāng)移植到小鼠體內(nèi)時(shí)，這些微小的人類(lèi)血管網(wǎng)在三周內(nèi)就與動(dòng)物的循環(huán)系統(tǒng)建立了連接。
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