根据威尔康奈尔医学院(Weill Cornell Medicine)的一项临床前研究，科学家们发现了一种方法，能够诱导人体内皮细胞从小型活检样本在实验室中大量增殖，产生足够多的细胞来替换受损的血管或为移植器官提供营养。内皮细胞构成血管的内层，调节血流、炎症和愈合过程。传统在实验室培养这些细胞的方法只能获得有限数量的细胞，之后它们就会失去功能。这种新方法涉及用小分子处理成年内皮细胞，触发休眠细胞苏醒并分裂数百次，而不显示衰老、突变或功能丧失的迹象。
这些发现于10月14日发表在《自然心血管研究》(Nature Cardiovascular Research)上，可能提供一种可靠的方法来生成大量患者自身的内皮细胞，从而实现用于心脏病、糖尿病治疗和器官移植的血管移植物，以及针对异常肿瘤血管的策略。
"尽管我们能够在实验室中分离人体内皮细胞超过50年——这一突破最初由威尔康奈尔的科学家在1973年报道——但它们用于人类治疗一直很麻烦。很难培养出足够用于血管化人类器官的临床数量，"领导这项研究的威尔康奈尔医学院再生医学部门主任、治疗性器官再生哈特曼研究所(Hartman Institute for Therapeutic Organ Regeneration)和安萨里干细胞研究所(Ansary Stem Cell Institute)主任、遗传医学亚瑟·B·贝尔弗教授(Arthur B. Belfer Professor in Genetic Medicine)沙欣·拉菲(Shahin Rafii)博士说。"我们的技术允许临床实验室使用医生办公室进行的小型活检，最终产生一万亿个或更多功能正常的内皮细胞，而不会获得任何异常特征。"
威尔康奈尔医学院再生医学讲师杨林(Yang Lin)博士和拉菲实验室研究助理付强根(Fuqiang Geng)博士也共同领导了这项研究。
破茧重生
人体器官需要健康的血管网络来愈合和再生，但生产必要的内皮细胞一直很棘手。即使是来自废弃人类脐带的年轻、健康的内皮细胞，在大约八次细胞分裂后也会变得不稳定并进入衰老状态。
成年内皮细胞在增殖方面效率更低，因为一些信号通路使大量细胞保持休眠状态。其中之一是芳烃烃受体(AH receptor)通路，它调节细胞核中的基因表达。最近，科学家们发现，用一类小分子抑制AH受体可以触发造血干细胞分裂。研究人员假设这种方法也可能适用于成年内皮细胞。
研究团队发现，三种不同的小分子可以阻断AH受体并从各种人体组织（包括成人脂肪组织，这是一个易于获取的采集部位）中繁殖内皮细胞。在AH受体抑制剂存在下培养活检样本，可产生多达2万亿个内皮细胞，比对照培养多100倍。即使经过如此大规模的扩增，处理过的细胞仍具有正常的基因表达、基因组稳定性和形成血管的潜力。"这就像青春之泉——细胞不会衰老，也不会癌变，这对临床治疗至关重要，"同时也是威尔康奈尔医学院精密医学恩格勒研究所(Englander Institute for Precision Medicine)和桑德拉与爱德华·迈耶癌症中心(Sandra and Edward Meyer Cancer Center)成员的拉菲博士说。
意外的新通路
当研究团队进一步研究抑制剂处理的细胞如何能够如此大规模扩增时，他们注意到了一些意外情况。
"我们认为，如果我们在基因上降低AH受体基因表达，即使没有抑制剂也应该有更多的增殖，但我们发现事实并非如此，"林博士说。"这提供了一个线索，表明小分子不是抑制已知的AH受体通路，而是以完全不同的方式工作。"
林博士和根博士确定，抑制剂不是阻断AH受体的常规活性，而是触发了一条替代通路，改变了受体与参与代谢、氧化和炎症的其他蛋白质的相互作用。抑制剂降低了有害活性氧的水平，并允许细胞使用除葡萄糖以外的替代过程获取能量。"这使它们能够继续复制，同时保护其基因组完整性，"拉菲博士说。进一步的实验发现，抑制剂激活了一种多胺的产生——一种对正常细胞生长和存活至关重要的分子——这可能推动内皮细胞增殖。
这些发现为在人类治疗所需规模上生成血管构建块奠定了基础。接下来，研究人员将剖析抑制剂与AH受体结合如何重塑内皮细胞中的细胞信号传导和代谢。最重要的是，研究人员计划利用这种变革性方法培养适合工程化耐用替换器官的临床规模的组织特异性血管。
来源：
威尔康奈尔医学院(Weill Cornell Medicine)
参考文献：
林, Y., 等. (2025). 非经典芳烃烃受体通路授权并保障功能性人内皮细胞的临床规模扩增。《自然心血管研究》。
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