血管老化人先老!干细胞可修复损伤的血管,预防改善血管老化
2024-05-23 点击量:781
人体血液循环系统是一个由动脉、静脉和许多微血管及各种组织细胞组成的整体。5001拉斯维加斯每个人出生时的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慢慢沉积,使血管内皮慢慢变厚,血管腔慢慢变窄,每年变窄1%~2%,有高血压、高血黏度、糖尿病者更为严重,每年变窄3%~4%或以上。
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
人体是由血管组成的,血管健康决定人的寿命。而由胆固醇沉积形成的动脉粥样硬化斑块是威胁血管健康最重要的因素。当血管功能失调时,会诱发数目众多的恶性肿瘤、感染以及免疫性疾病。
血管衰老表现为与增龄相关的血管形态和功能改变,是多种老年慢病共同的发病机制和促进因素。血管内皮细胞和平滑肌细胞衰老导致血管功能减退,表现为血管硬化,收缩压升高、舒张压降低、脉压增大,血管舒张功能障碍和血管新生能力降低。血管衰老与动脉粥样硬化互为因果、相互促进,成为心血管病发病和进展的重要原因。
动脉粥样硬化 对于老年人而言,随着年龄增加血管衰老发生率明显增加,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最重要因素。
血管钙化 血管钙化是指血管部位的异常钙盐沉积,流行病学调查显示,在70岁以上的人群中,93%的男性和75%的女性均有不同程度的血管钙化,这是造成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困难性,导致术后远期事件居高不下,目前尚无有效治疗手段,给社会造成了巨大的经济和医疗负担。
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。
高血压 高血压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)是高血压的一个重要特征。
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。
研究发现,间充质干细胞(MSCs)可以分化为内皮细胞,加速受损内皮修复,抑制动脉狭窄的形成。另外,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。
目前,已经有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产生的作用。
间充质干细胞治疗后,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,并最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疗效。
在《Stem Cell Res Ther》发表的一篇文章中,研究者收集了78名使用自体干细胞治疗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安全有效的
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,减少或消除斑块的堆积。
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、清除炎症细胞
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点研究对象。
干细胞具有治疗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:它能产生大量的抗炎因子(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治疗动脉粥样硬化中的效用
而干细胞不仅是“抗炎"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、和抗炎等作用。
除了以上一些主要的作用机制外,干细胞还可改善和预防“三高”,治疗高血压并发症,调节高血糖,改善高血脂,干细胞通过分化诱导为健康的细胞,在机体发挥各种作用,维持机体状态的稳定,从而改善健康状况。干细胞还可以新生血管平滑肌细胞,预防和治疗动脉硬化,恢复血管的顺应性,增强血管功能,保护血管健康!