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干细胞可修复损伤的血管,预防改善血管老化
2024-06-07
人体血液循环系统是一个由动脉、静脉和许多微血管以及各种组织细胞组成的整体。每个人出生时,血管内皮都是光滑干净的。随着年龄的增长,血液中的脂肪和胆固醇会逐渐沉积,导致血管内皮逐渐变厚,血管腔逐渐变窄。正常情况下,血管每年变窄1%~2%,而对于~、高血黏度、糖尿病患者来说,这一变化更为严重,其血管每年变窄3%~4%或更多。
血管堵塞,引发动脉粥样硬化,也是心血管类疾病的罪魁祸首
人体由血管构成,血管的健康对人的寿命有着重要影响。由胆固醇沉积形成的动脉粥样硬化斑块是较 主要威胁血管健康的因素。血管功能失调可能导致恶性肿瘤、~和免疫性疾病的发生。
血管衰老及相关疾病
随着年龄增长,血管会发生形态和功能上的变化,这就是血管衰老。衰老的血管内皮细胞和平滑肌细胞会导致血管的功能减退,表现为血管变硬,收缩压升高、舒张压降低,脉压增大,同时血管的舒张功能也会受到影响,新血管的生长能力也会减弱。血管衰老和动脉粥样硬化互为因果,相互促进,成为心血管疾病发病和进展的重要原因。
动脉粥样硬化
对于老年人来说,随着年龄增加血管衰老发生率*增加,血管衰老增加了动脉粥样硬化的易感性。流行病学研究表明,即使在完全排除因生活方式引起的危险因素外,高龄依然是导致动脉粥样硬化发生的较 重要因素。
血管钙化
血管钙化是指血管中异常的钙盐沉积。研究显示,在70岁以上的人群中,93%的男性和75%的女性都存在不同程度的血管钙化。这是导致恶性心血管事件发生的主要原因之一,同时也会显著增加介入血运重建的困难性,导致术后远期事件居高不下。目前尚无有效的诊治方法,给社会带来了巨大的经济和诊治负担。
心房颤动及心力衰竭
血管本身不仅是滋养心脏的通道,也为时刻做功、大量耗能的心脏提供必须的营养及氧气,血管结构改变导致的远端阻力增加也显著影响心脏功能。
~
~的发生与血管衰老速度有着内在的联系,可能与随着年龄增长发生的血管重塑有关。早发血管衰老(Early vascular aging,EVA)是~的一个重要特征。
周围血管疾病(PDA)
PDA是一种慢性肢体缺血性疾病,临床上将心脑血管疾病以外的血管疾病统称为周围血管病。目前的研究表明,在世界范围内,PDA的发病率随着年龄的增长而增加。
其他系统性疾病
血管对于维持各器官行使正常功能发挥重要作用。研究表明在生物体内,各个器官的衰老速度具有显著异质性,而血管衰老在机体整体性衰老过程中占据核心地位。血管衰老会加速其他器官系统衰老速度,因此,血管衰老可能是加速疾病产生的始动环节。
研究显示,血管在维持器官正常功能方面起着至关重要的作用。生物体内各器官的衰老速度存在*差异,而血管的衰老在整体衰老过程中起着核心作用。衰老的血管会加速其他器官系统的衰老速度,因此可能是疾病产生的关键因素。
干细胞从发病机制上调控动脉硬化
研究表明,间充质干细胞(MSCs)能够转化为内皮细胞,有助于加快受损内皮的修复,并且能够阻止动脉狭窄的形成。此外,体外输注的MSCs能够向受损部位募集,并且进一步分化为内皮细胞,从而修复受损的血管。
目前,越来越多的研究证实了干细胞对于修复血管内皮、促进血管新生,以及通过调控炎症对动脉粥样硬化的作用。
间充质干细胞诊治后,切片显示移植细胞参与修复血管,向内皮细胞分化(图b)
体外输注的间充质干细胞能够向受损部位募集,并进一步分化为内皮细胞,修复损伤血管。另一项研究也证实了干细胞对于血管新生产生的作用。
研究发现脐带组织中提取出的干细胞,能够在缺血微环境条件下分化成内皮细胞,参与血管新生,促进缺血局部的血流恢复。
那么,干细胞又是如何从这几方面“着手”来做到预防动脉粥样硬化的?
1、调节脂质代谢
动脉粥样硬化是一种循环脂质(例如血液中的脂肪和胆固醇)沿着动脉壁聚集的病症。这种脂肪物质变厚并形成称为斑块的结构,斑块会变窄,并较 终可能阻止血液流过动脉。而干细胞在调节脂质代谢上有着不错效果。
在《Stem Cell Res Ther》发表的一篇文章中,研究者收集了78名使用自体干细胞诊治动脉硬化的患者数据,包括他们给药前后的脂质分布、内膜中膜厚度 (IMT)等。
数据表明:脂肪干细胞给药对发生动脉硬化的患者是~有效的
2、内皮细胞保护
通过实验证明,干细胞可增强内皮细胞分化,提高内皮细胞活力,加速受损动脉内膜的修复过程,减少或~斑块的堆积。
这主要得益于干细胞的旁分泌功能,它能分泌肝生长因子、白介素8、血管生成素等血管生成因子,促进血管生成与重塑,恢复内皮细胞功能,并减少细胞凋亡。
英国伦敦大学的研究人员的一项研究试验中,他们使用荧光标记来追踪一种被称为红系骨髓祖细胞(erythromyeloid progenitor, EMP)的干细胞命运。已知这些细胞会产生红细胞和某些类型的免疫细胞,在培养皿中培养的EMP干细胞也会产生内皮细胞。
这一发现,改变了人们对血管是怎样产生的科学认识,使用干细胞产生新的血管和修复受损血管成为可能。
对在母体子宫中自然生长的小鼠而言,EMP干细胞也会产生内皮细胞,并且它们继续位于血管内壁直到成年时
3、~炎症细胞
研究显示:动脉粥样硬化从斑块发展到破裂,每一步都伴随着炎症,具有调节、抑制炎症潜力的干细胞疗法自然成了科学家们的重要研究对象。
干细胞具有诊治动脉粥样硬化的潜力
2019年发表于《Journal of Clinical Medicine》的一篇综述显示:目前已有大量研究证实干细胞在动脉粥样硬化上的炎症调节作用,主要机制在于:它能产生大量的~因子(包括IL-10和TGF-β1),同时抑制促炎因子(如IL-1β,IL-6和TNF-α),它还能抑制NK细胞增殖与T细胞分化,从而抑制炎症反应,减缓斑块的形成。
干细胞在动物实验中诊治动脉粥样硬化中的效用
而干细胞不仅是“~"好手,它还是一个维持平衡的帮手,它能通过分泌细胞营养因子如KGF、HGF、GM-CSF、Ang-1等去改善细胞的微环境,为免疫系统保驾护航。
4、支持血供造血
干细胞移植支持造血功能,加速体内的营养物质交换,提高血管修复效率,促进新血管的生成。
据ClinicalTrials.gov数据显示 ,目前已启动超10项干细胞移植的临床试验项目,应用于动脉粥样硬化的研究工作。
来自美国Ochsner-LSU健康科学中心的研究者发现:依托于强大的旁分泌功能,干细胞能重塑患者的血管,维持脑血流量。
研究发现胎盘间充质干细胞(hPMSCs)能够表达大量的血管紧张素转换酶-2 (ACE-2),它的产物(Ang1-7)与相关受体结合后,能发挥血管舒张、抗氧化、和~等作用。
干细胞不仅具有上述作用机制,还能有效改善和预防“三高”症状,如诊治~并发症,调节高血糖,改善高血脂。干细胞能够通过分化诱导生成健康的细胞,帮助维持机体内稳定状态,从而改善整体健康状况。此外,干细胞还可以新生血管平滑肌细胞,预防和诊治动脉硬化,恢复血管的顺应性,增强血管功能,保护血管健康。