用血管“类器官”模拟糖尿病血管病变，找到病变的驱动因子

糖尿病的患病率不断攀升，带来了一场全球大流行，亿万人口都受该病所累。这种慢性病会导致失明、肾衰、心脏病、脑卒中，甚至截肢。而所有这些严重的并发症往往都是因为血管的改变，例如基膜（由蛋白纤维组成的网状结构，位于血管内皮细胞与结缔组织之间）增厚、血管细胞缺失。糖尿病还会损害内皮细胞功能、扰乱内皮细胞与周细胞之间的细胞通讯，而对于这些究竟是怎样导致糖尿病血管病变的，目前还知之甚少。

奥地利科学院分子生物技术研究所及美国、英国、加拿大的研究人员近期在《自然》杂志上报道了他们新的研究成果：他们利用多能干细胞培养出了3D人血管类器官（organoids），并在此基础上构建了糖尿病血管病变模型。

这种人血管类器官中包含有内皮细胞和周细胞，它们自发形成了毛细血管网，外层包有基膜。将该类器官移植给小鼠，形成了稳定的、有血液流经的血管树，其中既有较大的动脉，也有微动脉和微静脉。

△ 血管类器官中毛细血管组织的3D重建

在体外，将血管类器官暴露于高血糖、炎性细胞因子的环境中，诱发了血管基膜增厚。这种类器官植入糖尿病小鼠后，也出现了类似于人糖尿病患者中所发现的微血管改变。研究人员发现：DLL4和NOTCH3是人血管发生糖尿病血管病变的关键驱动因子。

从这项研究不难看出，由人干细胞培育而来的类器官能够忠实地再现人血管的结构和功能，易于疾病建模，并从中发现糖尿病血管病变的调节因子。

参考文献：Nature 2019;565:505-510