实验室培养的小血管有望治疗中风和血管性痴呆的主要原因

剑桥大学的科学家在实验室中培育了类似小型血管的模型，并用它们来展示支撑这些血管的脚手架的损坏如何导致它们渗漏，从而导致血管性痴呆和中风等疾病。

今天发表在《干细胞报告》上的这项研究 还确定了“堵塞”这些漏洞并预防所谓的大脑小血管疾病的药物靶标。

脑小血管疾病 (SVD) 是导致与年龄相关的认知能力下降的主要原因，并且导致全球近一半 (45%) 的痴呆病例。它还导致五分之一 (20%) 的缺血性中风，这是最常见的中风类型，其中血栓阻止血液和氧气流向大脑。

大多数 SVD 病例与高血压和 2 型糖尿病等疾病有关，并且往往影响中年人。然而，有一些罕见的遗传性疾病可能会在较年轻的时候(通常是三十多岁)发病。该疾病的遗传性和“自发性”形式都具有相似的特征。

剑桥大学 Victor Phillip Dahdaleh 心肺研究所的科学家使用了从患有一种罕见 SVD 的患者皮肤活检中提取的细胞，这种罕见的 SVD 是由 COL4 基因突变引起的。

通过对皮肤细胞进行重新编程，他们能够创造出诱导多能干细胞，这种细胞有能力发育成体内几乎任何类型的细胞。然后，研究小组使用这些干细胞来生成脑血管细胞，并创建一个模拟患者脑血管缺陷的疾病模型。

领导这项研究的剑桥大学临床神经科学系的亚历山德拉·格拉纳塔 (Alessandra Granata) 博士说：“尽管全世界有很多人受到小血管疾病的影响，但我们的治疗方法却很少，因为我们不完全了解是什么损害了小血管疾病。”血管并导致疾病。我们对根本原因的了解大多来自动物研究，但它们能告诉我们的内容有限。

“这就是为什么我们利用干细胞来生成脑血管细胞，并在‘培养皿’中创建一个疾病模型，模仿我们在患者身上看到的情况。”

我们的血管是围绕一种称为细胞外基质的支架构建的，这是一种网状结构，排列并支撑大脑中的小血管。COL4 基因对于该基质的健康很重要。

在他们的疾病模型中，研究小组发现细胞外基质被破坏，特别是在其所谓的“紧密连接”处，它将细胞“压缩”在一起。这会导致小血管渗漏——这是 SVD 的一个关键特征，血液从血管渗漏到大脑中。

研究人员发现了一类称为金属蛋白酶(MMP)的分子，它们在这种损伤中发挥着关键作用。通常，MMP 对于维持细胞外基质很重要，但如果产生太多，就会损坏结构——类似于《魔法师的学徒》中的情况，一把扫帚可以帮助拖地，但太多会造成严重破坏。

当研究小组用抑制 MMP 的药物(一种抗生素和抗癌药物)治疗血管时，他们发现这些药物逆转了损伤并阻止了渗漏。

格拉纳塔博士补充道：“这些特殊药物具有潜在的显着副作用，因此它们本身无法治疗小血管疾病。但他们表明，理论上，靶向 MMP 可以阻止这种疾病。我们的模型可以相对容易地扩大规模，以测试未来潜在药物的可行性。”

该研究由中风协会、英国心脏基金会和阿尔茨海默氏症协会资助，并得到 NIHR 剑桥生物医学研究中心和欧盟地平线 2020 计划的支持。