2020年8月7日,

为肺动脉高压增加另一个维度的细胞培养模型

肺动脉高压(PAH)是一种罕见但致命的疾病，影响肺动脉。在PAH中，血管介质细胞(即肺动脉的弹性壁，称为肺动脉平滑肌细胞(PASMCs))的异常生长导致血管壁增厚。这导致肺动脉小动脉狭窄和/或阻塞，从而引起肺血管阻力和动脉压力增加，最终导致右心衰。多年来，各种药物被批准用于PAH治疗，但PAH患者在确诊后3年的生存率仍约为60%，并不理想。

在最近发表于生物工程与生物技术前沿包括狩野光信(Mitsunobu R. Kano)教授和小川爱子(Aiko Ogawa)博士在内的日本研究人员发现了一种应对PAH的新方法。他们推断，要找到PAH的解决方案，详细了解这种疾病的过程是至关重要的。为此，利用三维细胞培养技术，他们在体外(在实验室)建立了PAH的新模型。在这个模型中，他们成功地再现了PAH发病机制和进展的核心过程。领导这项研究的冈山国立医院组织医学中心的Ogawa博士解释说:“考虑到血管内侧增厚在PAH发病机制中的重要性，针对这一过程的新疗法可能有助于改善PAH患者的疾病结局。”共同指导这项研究的冈山大学Mitsunobu R. Kano教授补充说:“由于缺乏再现血管内侧增厚的体外模型，我们建立了一个新的模型来研究这种疾病。”

PAH患者中PASMCs的分离和分析为PAH的病理生物学研究提供了重要的见解。但是，pasmc通常是在普通的塑料培养皿中培养的——也就是说，只有二维的。这就排除了血管内侧增厚的建模，这是一个固有的三维(或三维)过程。因此，科学家们决定将这种方法更进一步——更大的维度。通过将3-D细胞培养技术应用于PASMCs，他们成功地生成了一个体外肺动脉壁模型，其厚度与在人体中看到的相当。

在过去的几十年中，关于PAH病理学的关键洞察力是称为血小板衍生的生长因子（PDGF）的可溶因子诱导过量的脂肪增殖。随着肺动脉壁的新体外3-D模型，团队想知道：如果PDGF应用于新型号，可以模拟血管内侧增厚的过程吗？当科学家在实验测试这个理论时，他们确实发现它是真的。“我们发现PDGF诱导了PASMC的增殖并增加了3-D组织的厚度，”Kano教授说。

科学家们并没有就此止步:看看这个模型是否可以用来评估特定化合物抑制血管内侧增厚的能力，他们继续测试各种临床上使用的PAH药物的效果。他们观察到，用这些药物处理模型会导致3d组织的厚度发生变化，这与药物对组织中PASMC增殖的影响相似。因此，科学家们意识到他们的模型不仅可以为PAH的研究提供一个重要的工具，而且还有助于测试未来PAH治疗的潜在药物候选。

尽管还有很长的路要走，科学家们对他们的发现很乐观。Ogawa博士总结道:“我们计划使用我们的新模型来加强我们对PAH的理解。我们也希望这部小说模型可以加快PAH发病机制的研究，为新的治疗策略铺平道路。”