今天发表在《自然》杂志上的一项新研究概述了这项突破性的工程技术，它极大地促进了糖尿病等血管疾病的研究，确定了潜在预防血管变化的关键途径，而血管变化是糖尿病患者死亡和发病的主要原因。

类器官是从干细胞生长的三维结构，模仿器官，可用于研究培养皿中该器官的各个方面。

这项研究的资深作者约瑟夫·潘宁格(Josef Penninger)，加拿大功能遗传学150研究主席，UBC生命科学研究所所长，该研究所的创始主任说：“能够从干细胞中将有机物构建为人类的血管，将改变游戏规则。”奥地利科学院(IMBA)分子生物技术研究所。

“我们体内的每个器官都与循环系统联系在一起。这可能使研究人员能够阐明各种血管疾病的病因和治疗方法，包括阿尔茨海默氏病，心血管疾病，伤口愈合问题，中风，癌症，当然还有糖尿病。”

全世界约有4.2亿人患有糖尿病。许多糖尿病症状是血管变化的结果，血管变化导致血液循环障碍和组织的氧气供应不足。尽管流行，但对糖尿病引起的血管变化知之甚少。这种局限性减缓了急需治疗的发展。

为了解决这个问题，Penninger及其同事开发了一个突破性的模型：培养皿中生长的三维人体血管类器官。这些所谓的“血管类器官”可以在实验室中使用干细胞进行培养，显着模仿真实人类血管的结构和功能。

当研究人员将血管类器官移植到小鼠中时，他们发现它们可以发育为功能完善的人类血管，包括动脉和毛细血管。该发现说明，不仅可以从培养皿中的人类干细胞改造血管类器官，而且可以在另一个物种中生长功能正常的人类血管系统。

患者和人类血管类器官中的糖尿病血管变化。在糖尿病患者中，血管(红色)周围的基底膜(绿色)显着增大(白色箭头)。现在，在实验室中被制成“糖尿病”的人血管类器官可以用作糖尿病模型，以识别新的治疗方法。

该研究的第一作者，IMBA博士后研究员Reiner Wimmer说：“我们的工作之所以令人兴奋，是因为我们成功地用干细胞制造了真正的人类血管。”“我们的类器官甚至在分子水平上在很大程度上都类似于人类的毛细血管，现在我们可以使用它们直接在人体组织上研究血管疾病。”

糖尿病的一个特征是血管显示出基底膜的异常增厚。结果，严重损害了向细胞和组织的氧气和营养物质的输送，导致许多健康问题，例如肾衰竭，心脏病，中风，失明和周围动脉疾病，导致截肢。

然后研究人员将培养皿中的类器官暴露于“糖尿病”环境中。

“令人惊讶的是，我们可以观察到血管类器官中基底膜的大量扩张，” Wimmer说。“这种典型的基底膜增厚与糖尿病患者所见的血管损伤非常相似。”

然后，研究人员搜索了可能阻止血管壁增厚的化合物。他们发现当前的抗糖尿病药物均未对这些血管缺陷产生任何积极影响。但是，他们发现，人体中的一种酶γ-分泌酶抑制剂可防止血管壁增厚，这表明至少在动物模型中，阻断γ-分泌酶可能有助于治疗糖尿病。