血管类器官研究现状

血管疾病严重威胁着人类的生活质量和身心健康,并给社会带来沉重的经济负担,对于许多复杂的多血管病变,仅靠药物或腔内治疗效果欠佳,血管旁路移植术仍是根治的手段,但血管移植受到取材限制从而严重影响着疾病的预后,类器官的出现给这一难题带来了新的希望。十余年来类器官研究已成为国内外研究领域学者热衷的焦点之一,其广泛涵盖了大脑、胃肠、肝脏、肾脏、血管等器官并具有广阔的应用前景。血管类器官是指从多能干细胞中生成自组织的三维血管微组织,这些组织表现出人体微血管的形态、功能和分子特征并有望成为解决血管疾病的有力工具。在本综述中,我们将简要回顾类器官与血管类器官的历史和研究现状,探讨血管类器官的发展前景及局限性,为今后指导血管类器官的研究提供新的思路。

血管化类器官的构建和研究进展

类器官在结构和功能上更接近真实器官,已经成为一种应用较为广泛的补充模型。但由于缺乏血液灌注,现有的类器官模型依然存在生长发育受限、内部坏死严重、结构功能不完善等问题。作为不少器官的重要组成成分,血管不仅能解决类器官的物质运输问题,还能提供血流灌注的机械力影响。此外,血管内皮能分泌多种因子,调节类器官的发育成熟。因此,血管化类器官具有更重要的应用意义。本文综述了构建血管化类器官的细胞来源,介绍了如何通过干细胞诱导共分化、多种细胞共培养自组装、以及直接使用微血管片段、利用移植后体内再血管化、运用组织工程手段等方法获得血管化类器官。

血管化类器官的构建思路与技术挑战

类器官因其可在体外最大化模拟人体组织器官的结构和功能,成为近年来新药研发、病理毒理研究和机理探索的优选模型载体。随着再生医学技术的发展和类器官相关研究的逐步深入,缺乏血管化微环境的类器官在培养后期受限于氧气、营养物质的缺失,出现细胞凋亡甚至组织坏死,难以长期维持结构和功能,成为类器官进一步推广应用的关键桎梏。本文围绕上述问题,从血管的形成以及目前血管化类器官的体外构建体系进行综述,凝练血管化类器官培养中存在的核心问题,以期为血管化类器官的研究与应用提供新视角。