我们的身体是由60000英里的复杂的管道运输中发挥至关重要的作用在我们的身体营养,进行废物处理,为我们的器官提供新鲜的氧气和血液。
血管畸形(VMs)是一组罕见的遗传病,导致异常血管的形成,动脉,毛细血管或淋巴管。vm会干扰我们宝贵的职责造成堵塞管道,排水不畅,囊肿和神经元纤维缠结的形成。
为了解决需要进一步研究,威廉·珀拉切克博士,助理教授UNC-NCSU联合生物医学工程系和细胞生物学和生理学、和他的团队在北卡罗来纳大学医学院的跨越,已经开发了一个模型来模拟虚拟机,是专门由突变引起的PIK3CA——一个基因,涉及多种类型的淋巴,毛细血管和静脉畸形。
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“有许多的鸡和蛋的问题PIK3CA突变,”珀拉切克说。“这是导致别的出错吗?还是有别的事情在环境突变造成的更严重的影响?工作在更多的控制环境中,如微流体模型,允许我们隔离并找出疾病的基因与细胞发生的事情。”
虚拟机是由基因突变引起的全身指导脉管系统的发展。Phosphatidylinositol-4, 5-bisphosphate 3-kinase催化亚基α(PIK3CA)是其中的一个基因。这是一个隐喻的“热点”突变导致畸形的小血管,导致血池下面的皮肤。
这一特定类型的血管畸形学习不如别人,通常是发现在出生时。这些疾病作为婴儿的发展中开始。因为有许多的变化发生在这一点上在孩子的发展,研究人员很难条件研究。
一个团队
儿科教授,医学博士朱莉蜚蠊hematology-oncology UNC儿科,看到需要一个新方法模型的疾病,从而影响她的大多数病人。
蜚蠊博士有兴趣再利用癌症药物治疗小儿患者血管异常,拿起电话,给珀拉切克,他是一个生物医学工程师通过贸易,问他是否可以创建一个微流体模型PIK3CA0特殊血管畸形。
大约在同一时间,温家宝Yih啊,博士,工作在UNC催化剂博士后学位,一个研究小组专注于理解Eshelman药学院的罕见疾病。最终,Aw珀拉切克实验室开始使用她的基础科学知识在不同的项目。
除了平板和啊,博伊斯格里菲斯的实验室合作,数学系和计算机医学博士学位项目,世卫组织正在帮助分析网络的结构。
“这些作品,我认为是必要的来完成工作,”珀拉切克说。“这的确说说UNC因为有多个学院和部门一起工作。没有任何障碍一起工作在这个项目上。”
微流体模型是如何运作的吗
微流体模型是非常小-一毫米大小的三维设备,可用于控制或模拟环境,体内。在这种情况下,一小块健康血管组织集中的内部设备。从那时起,研究人员可以引入特定的化学物质和机械力模型来模拟身体的条件。然后他们开始PIK3CA突变。
确认是否他们的模型准确地描绘了疾病的表现,团队必须进行药物疗效研究。
目前有两种药物被用于治疗血管畸形:雷帕霉素和alpelisib。后者是一种新发现的PIK3CA特殊抑制剂,最近被FDA批准的治疗某些类型的乳腺癌PIK3CA光谱有关的过度生长。到目前为止,临床前研究表明在小鼠模型和患者alpelisib更有效地逆转血管畸形缺陷。
选择两种药物后,珀拉切克和敬畏治疗适用于他们的设备。这项研究是成功的。
“非常使用的血管扩张和大,“敬畏说,这项研究的第一作者。”治疗,药物能够缩小它,或多或少,恢复回正常的形态和功能。我们非常兴奋能够复制的一些结果在体外模型,我们建立了。”
前进,敬畏和珀拉切克正在复制这一发现组织中血管畸形患者,特别是那些没有PIK3CA突变或没有明显的遗传信息。他们的模型可以用来评估新的药物或执行协同药物研究。
未来研究的多条路径
现在,他们知道,他们的模型作品,温家宝和珀拉切克计划使用他们的模型研究的一个方面的突变称为颞动力学,以及变异如何影响淋巴组织的畸形。
该病最初始于单个细胞,获得PIK3CA突变。就像连锁反应,一个细胞的突变的影响扩散到周围的细胞,直到完全形成畸形。作为他们的模型目前,实验室无法模拟自然过程。
然而,温家宝已经开发一种新的和不同的方法对微流体模型。她的目标是创造一个平台,将允许他们从细胞健康,然后“翻转”突变,看着它进步整个组织的利益。最终,它将帮助他们了解突变能够如何影响其他细胞和移动空间。
血管畸形也可以发生在淋巴组织。与血管、淋巴管有责任回收多余的液体在整个身体和作为高速公路对免疫细胞感染的网站。很少有人了解的基本细胞生物学淋巴内皮细胞,所以珀拉切克希望做一项研究,类似于他的最近一次。
“输出略有不同,因为淋巴管与血管不同的功能,”珀拉切克说。“通过比较和对比发生在血液和淋巴方面,我们也可以学习一些关于这两种类型的基本生物学组织。”
参考:王Aw王寅,赵C, H, et al . Microphysiological模型PIK3CA简况血管畸形揭示Rac1特异表达的角色和mTORC1/2病变的形成。Sci副词。2023;9 (7):eade8939。doi:10.1126 / sciadv.ade8939
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