揭示糖尿病供体衍生的血管器官中的血管功能受损和细胞异质性

科学领域:

• * 干细胞生物学和再生医学.
• *心血管研究和疾病建模.
• * 分子和细胞生物学.

背景情况:

• * 由诱导多能干细胞 (iPSC) 衍生出的血管器官 (VO) 对疾病建模和药物查具有前景.
• *在对人类血管疾病和细胞组成进行回顾时,VO的忠实性需要进一步调查.
• * 糖尿病血管病症对体外建模提出了复杂的挑战.

研究的目的:

• *与非糖尿病对照 (ND-VO) 相比,研究来自糖尿病捐赠者 (DB-VO) 的血管器官的功能和分子特性.
• * 确定DB-VO中的细胞和分子差异,这些差异有助于血管功能受损.
• * 评估VO的潜力,以建模糖尿病血管病变.

主要方法:

• *从糖尿病和非糖尿病捐赠者的iPSC产生血管器官.
• *血管功能的评估,包括活性氧物种 (ROS) 水平,线粒体活性和体内 perfusion 恢复.
• * 综合单细胞RNA测序 (scRNA-seq) 用于分析细胞组成,异质性和分子通路.
• * 识别关键的血管细胞类型 (内皮细胞,皮细胞,光滑肌细胞).

主要成果:

• *与ND-VOs相比,DB-VOs表现出血管功能受损,ROS升高,线粒体活性升高,促炎细胞因子增加, perfusion恢复减少.
• * scRNA-seq显示了DB-VO和ND-VO中细胞类型之间的显著分子和功能差异.
• * 在DB-VO中,内皮细胞 (EC) 的一个明显的亚群显示ROS通路的丰富和降低了血管生成的标志,表明异常血管生成.
• * 在EC中观察到GAP43 (神经调节素) 表达,特别是在DB-VO中.

结论:

• * 血管器官有效地模拟了糖尿病血管病变的关键方面,包括功能障碍和异常血管生成.
• * 在VO中研究细胞异质性对于准确的疾病建模和药物发现至关重要.
• *DB-VO为研究糖尿病血管并发症背后的分子机制提供了宝贵的平台.
• *研究结果表明,在糖尿病和血管发育的背景下,GAP43在EC中可能发挥作用.