《Nature | 人工移植线粒体,增强内皮细胞促进血管再生和修复》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-05-03
  • 2024年5月1日,波士顿儿童医院的Juan M. Melero-Martin等人在期刊Nature上发表了题为Mitochondrial transfer mediates endothelial cell engraftment through mitophagy的论文。

    血管医学领域正在寻求利用内皮细胞(ECs)进行治疗的前景。ECs是血管内膜的重要组成部分,被认为能够促进血管再生和修复。然而,成功移植ECs通常需要其他类型的细胞支持,如间充质基质细胞(MSCs)。尽管体外试验显示共同移植的效果良好,但在临床应用中存在一些挑战,包括复杂的操作和临床试验的复杂性增加。目前,对于血管周围细胞如何促进ECs植入的机制仍不完全清楚。

    该研究揭示了细胞应激条件下的线粒体转移机制,探索了人工移植外源线粒体的新策略,并深入研究了外源线粒体的命运及其对细胞功能的影响。未来,我们可以进一步研究这些发现的临床应用潜力,探索如何利用这些机制来改善缺血性疾病的治疗效果,为患者带来更多希望和福祉。

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41586-024-07340-0
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  • 《运动促进神经干细胞移植治疗脑卒中在动物实验取得重要进展》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2022-02-21
    • 脑卒中已成为世界范围内成人致死和致残的主要病因之一,中国人脑卒中的发病率和死亡率更是全球最高。随着医学的进步,脑卒中患者的生存率得到提高,但在存活患者中80%以上遗留神经功能障碍,如最常见的运动感觉功能障碍。目前尚无有效的治疗手段。以神经干细胞为代表的细胞替代治疗有望为相关疾病的治愈带来希望。然而,移植的神经干细胞能否与宿主神经系统整合,是否具有体内功能仍然备受质疑,严重阻碍了神经干细胞治疗的临床转化应用。   中国科学院广州生物医药与健康研究院潘光锦研究员团队与中山大学附属第三医院神经康复专家胡昔权教授团队,以缺血性脑卒中(MCAO)动物为模型,在神经干细胞治疗方面展开深入合作,在神经干细胞移植结合运动训练促进移植神经细胞的体内成熟和动物行为学功能修复方面取得重要进展。相关成果于1月13日以Physical exercise promotes integration of grafted cells and function recovery in an acute stroke rat model为题发表在国际学术期刊Stem Cell Reports。   现在神经科学家普遍认识到人神经细胞的体内成熟需要相当长的时间,大部分研究显示需要半年至1年以上,这样很容易错失了脑卒中后康复的最佳时间窗口。本研究发现术后及时的运动训练可以显著促进移植人神经干细胞分化及成熟,并与宿主神经元形成神经环路,将这一过程缩短至1-3个月。细胞移植结合运动训练的实验组在脑梗死体积、神经元分化成熟以及宿主神经血管再生等多项指标明显优于损伤对照组、单细胞移植和单运动训练组,同时在运动功能恢复方面也表现最佳。进一步机制研究表明,该组合介入手段创造了一个有利于神经元存活和再生的脑内微环境:损伤灶神经营养因子水平显著增加,血管生成增强,同时炎症和氧化应激水平显著下降;另一方面,神经突触(神经元之间的联系)和神经可塑性具有活动依赖性的特点,运动训练引起相关神经突触活动水平和神经递质水平显著上升,从而促进了损伤神经环路的重建和运动功能恢复。   运动训练因其非侵入性、安全低风险以及无副作用等特点,目前已被广泛用于大脑损伤后的恢复。本研究进一步表明运动训练可以促进移植细胞的成熟和整合,神经干细胞移植结合运动训练的组合介入有望为相关神经疾病提供新型治疗方案,对推动神经干细胞的临床转化应用具有积极意义。   该论文通讯作者为潘光锦和胡昔权,中山大学博士生吴睿、广州健康院副研究员郭宜平和中山大学附属三院医师张丽颖为本文共同第一作者。研究得到来自国家自然基金委、广东省和广州市等项目经费支持。
  • 《新型仿生形状记忆支架,促进人工血管三维内皮化》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2018-05-25
    • 中国科学院深圳先进技术研究院杜学敏副研究员及其研究团队构建了一种可从二维到三维自卷曲闭合的仿生小口径血管支架,并成功实现小口径血管快速三维内皮化。相关研究成果以“Programmed shape-morphing scaffolds enabling facile 3D endothelialization”为题发表在材料领域权威期刊Advanced Functional Materials上,论文第一作者为先进院赵启龙博士,通讯作者为杜学敏副研究员。 据WHO统计,心血管疾病是目前全球致死率最高的疾病,每年因心血管疾病死亡的人数超过1750万。目前,心血管疾病临床治疗有效方式之一是动脉搭桥术。但该治疗方式严重依赖自体血管移植,且易诱发一系列并发症,由此,心血管疾病治疗仍面临巨大挑战。近年来,随着新材料与组织工程的迅速发展,人工血管构建有望成为未来新的心血管疾病治疗方式。然而,如何成功实现血管内皮化,避免植入后发生血栓性栓塞乃至失效,仍是人工血管构建的一大难题。 为解决该难题,杜学敏博士研究团队创新性地将仿生智能材料用于人工血管构建中来。基于前期在材料三维可控形变设计(Advanced Materials, 2017, 29, 1702231),与利用外场(NIR)触发功能化植入柔性电子自适应形变成功经验(Advanced Materials Technologies, 2017, 2, 1700120),研究团队结合形状记忆材料和静电纺丝技术,成功设计并构建了一种具有双层结构的新型仿生小口径血管支架。研究团队利用形状记忆材料独特的形状记忆特性,成功实现了平面薄膜支架在生理温度(37 °C)触发下,从临时二维薄膜形态转变为终态三维微管形状,从而实现了人工血管塑形。 图1 平面薄膜支架在生理温度(37 °C)触发下,从临时二维薄膜形态转变为终态三维微管形状 更进一步,研究团队通过在形状记忆薄膜内面设计一层促细胞粘附的静电纺丝层,实现了血管内皮细胞在平面复合支架上均匀、稳固黏附;同时,在塑形层的作用下,实现了小口径血管支架内腔三维仿生细胞排布。研究发现,血管内皮细胞在可形变血管支架内,经三维培养后可形成高度类似血管内膜组织结构的完备血管内皮细胞单层。 图 2 微管支架形貌图与力学分析(左),支架从临时二维薄膜形态转变为终态三维微管形状及其生物相容性分析(右) 图3 血管内皮细胞三维培养和内皮化 相关成果不仅为快速内皮化的人工血管构建提供了全新路径,而且也有望实现仿生的血管内膜体外模型构建,及进一步用于心血管疾病治疗药物的筛选。更重要的是,该研究发展的基于仿生智能材料的组织工程构建方法也有望作为一种普适性策略,推广并用于构建其他复杂结构的人造组织和器官。 该研究工作得到了科技部重点研发专项(2017YFA0701300)、广东省引进创新创业团队(2013S046)、粤港科技合作资助计划(2017A050506040)、深圳市孔雀团队以及深圳市基础研究(JCYJ20170307164610282)等项目的资助。