成体干细胞分化为视网膜新血管

　　[AD340X300]

    [生物通讯]来自Scripps研究院(The Scripps Research Institute ,TSRI) 的一个研究小组发现了一种利用成体骨髓干细胞形成眼部新血管或运送阻止新血管异常形成的化学物质的方法。

    这项涉及将干细胞直接注入眼部的技术，不仅有望用于刺激血管生长和治疗视网膜退化病变，而且还可能用来治疗由于视网膜异常形成导致的疾病－－眼部新血管异常生长，这是导致失明的主要病因之一。

    “这个新技术真是激动人心。”研究的领导人Martin Friedlander博士说道。“我们已经证明，成体骨髓干细胞能够融入退化的血管系统，使眼部血管正常生长。”

    “装上抗血管生成药物，这些骨髓干细胞还能够选择性阻止新血管的形成。”

    Friedlander是Scripps 临床诊所外科部眼科分部视网膜室的主任，同时也是一名细胞生物学副教授，他长期以来一直在进行治疗由于异常血管生成导致的眼疾的方法的探索。

    血管生成异常是造成年龄相关性黄斑变性（视网膜下部出现异常血管生成）和糖尿病视网膜病变（视网膜上部血管异常生成）的祸因。年龄相关性黄斑部变性（age-related macular degeneration）也称衰老性黄斑部变性（aging macular degeneration），大多始发于50岁上下，年龄越大发病率越高。原因尚未确定，可能与遗传、慢性光损害、营养不良（dystrophy）、中毒、免疫性疾病、心血管系统及呼吸系统等全身性疾病有关；也可能是多种因素综合作用的结果。而糖尿病视网膜病变则是由于糖尿病患者长期血糖控制不良，进而破坏视网膜血管，导致眼球内出血、结疤。两种疾病的最终结果很大程度上相同：都是折射光到眼底视网膜的正常结构丧失，导致失明。

从干细胞到血管

    成体骨髓干细胞具有“多能性”，即它们具有分化为多种不同类型细胞的潜力，如红血细胞、血小板和淋巴细胞等。研究小组发明的这个新技术，首先是挑选出具有分化为内皮细胞能力的干细胞，内皮细胞是一类主要的血管内壁分子。

    正常情况下，视网膜血管的形成发生于人类胚胎发育后期，当时内皮细胞在眼底形成一个精细的血管网状物。在诸如黄斑变性和糖尿病视网膜病变等眼病中，异常的血管生成通常发生于生命后期。

    两种疾病中异常血管的生成都与内皮细胞与另一种专化细胞－－星形胶质细胞－－的合作有关。这些星形胶质细胞被激活时，就成为血管形成的模板。

    在人类的出生前的发育时期，激活的星形胶质细胞引导内皮细胞进入它们增殖和形成血管的场所。在生命后期，激活的星形胶质细胞还能够作为血管生成时内皮细胞形成血管的模板。

    Friedlander和他的研究小组发现，体内注入干细胞能够特异性作用这些激活的星形胶质细胞。研究人员继而在视网膜病变小鼠模型中检验这些干细胞的效用。正常小鼠中，视网膜血管是在小鼠出生三周后形成的。而在患病小鼠中，视网膜血管在小鼠出生一个月内就完全退化。

    在视网膜病患小鼠模型中，干细胞分化为内皮细胞并不断增殖，形成新血管。这实际上“挽救”了视网膜血管，使之趋于稳定，否则视网膜血管就会发生退化。

    研究人员还发现，干细胞导入体内前，先用一种威力强大的血管生成抑制因子－－人类蛋白tryptophanyl-tRNA synthetase (T2-TrpRS)的一个片段－－转染干细胞，干细胞注入体内后就会关闭血管生成。T2-TrpRS是由TSRI的Paul Schimme教授和Friedlander一道发现的，有关该分子的详细描述于去年发表。

    这些转染干细胞仍然可以受视网膜的星形胶质细胞引导，进入眼底视网膜上的血管系统，在那里它们表达出T2-TrpRS蛋白，阻止新视网膜血管的发育，而已形成的血管不会受到影响。

    这篇文章的题目为“骨髓衍生的干细胞作用视网膜星形胶质细胞，促进或抑制视网膜的血管生成。（Bone marrow-derived stem cells target retinal astrocytes and can promote or inhibit retinal angiogenesis）”，作为学术最新进展首先于2002年7月29日发表在《自然医学》（Nature Medicine）杂志的网络版上，随后将正式发表在2002年9月期的《自然医学》杂志上，作者为Atushi Otani、Karen Kinder、Karla L. Ewalt、 Francella J. Otero、Paul Schimmel和 Martin Friedlander。

    研究主要由美国国家眼研究院资助。另外，美国国家癌症研究院、Skaggs化学生物学研究院、Robert Mealey黄斑变性研究计划、Merck KgaA以及美国国家癌症研究基金会也给予了大力支持。

消息来源：Scripps 研究院

生物通摘译自BIO.COM