7天内通过渗透泵给患后肢缺血症的大鼠传送脂质包被的物质进行治疗。激光多普勒成像显示治疗前大鼠后肢(左边)和治疗后仅7天就增加大鼠后肢血液流动(右边)。
来自美国德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员发现一种新的而且更加有效的再生心脏和肢体中血管的方法。这一研究成可能对我们如何治疗心脏病---在西方社会，它导致人死亡的头号杀手---产生深刻影响。
由德克萨斯大学奥斯汀分校科克雷尔工程学院(Cockrell School of Engineering)助理教授Aaron Baker开发的这种治疗方法有可能让医生绕过外科手术，相反地只是通过将脂质包被的物质注射进病人身上就可修复受损的血管。一旦进入体内，这种物质就促进细胞生长，同时促进从现存的血管中长出新的血管。这种方法成功地在大鼠身上测试过，研究结果近日发表在PNAS期刊上。
Baker说，“其他人一直尝试在临床试验中使用生长因子促进血管生长，但是都未取得成功。我们认为失败的主要原因在于他们采用的方法都是假定患病组织能够对生长刺激作出反应。我们的方法本质上是通过传送额外的组分能够让患有长期临床疾病的病人的组织恢复对生长因子的反应性。”
在美国，慢性心肌缺血症(chronic myocardial ischemia)影响着高达2700万病人，它导致心脏和下肢血液流动性下降，最终导致器官功能障碍和衰竭。血管再生能力可能被证实在治疗这种疾病中发挥着关键作用。
当给心脏供应血液的冠状血管变得狭窄或被封堵时，称作斑块(plaque)的脂肪沉积物大量积累会导致中枢性缺血症(central ischemia)。这些斑块通常是由于长期的不健康饮食或抽烟造成的，另外年龄、高血压和糖尿病也会增加这种疾病发生的风险。
医生通常使用支架(stent)张开封堵的动脉或者通过手术搭接将血液引流到血液灌注较差的组织中。然而，这两种方法都有各自的缺陷，长期而言并不有效。
Baker和他的研究小组开发的这种新方法依赖于一种大有希望的血管再生方法，而且迄今为止这种血管再生方法在治疗人类疾病的临床试验中表现出有限的疗效性。
这种血管再生方法将一种能够促进细胞生长、增殖和细胞分化以及伤口愈合的生长因子即成纤维细胞生长因子2(fibroblast growth factor 2, FGF-2)和一种脂质包被的增加FGF-2活性的受体结合起来使用。
科学家和工程师所面临的一大挑战就是让FGF-2与细胞受体结合，因为细胞受体是一类经常在细胞表面发现的分子，能够接收来自外部的化学信号从而控制细胞的活性。
为了战胜这种挑战，Baker所采用的方法将生长因子嵌入在基于脂质的含有辅助受体多配体蛋白聚糖-4(syndecan-4)的人工合成纳米颗粒中。含有辅助受体的纳米颗粒当与生长因子一起传送时就能够改善结合细胞的能力，这样生长因子就能够指导靶向细胞发生分裂和增殖从而产生用于组织再生的新细胞。
当被注射到患有后肢缺血症的大鼠之后，这种用脂质包被的物质仅用7天就促进它们从缺血症中完全康复过来。
Baker说，“我们希望这项研究将增加我们对组织如何对血管再生疗法产生抵抗性的理解和可能导致人们开发出治疗这种广泛分布的致残性疾病的方法。”
2011年，Baker因获得美国国家卫生研究院颁发的主任新近创新者奖章(Director's New Innovator Award)而小有名气。该奖旨在支持极富有创新性的新研究人员在职业生涯早期提出高度创新性的研究思想。在未来5年，它将资助Baker 150万美元研究和开展再生小血管的方法。在这种资助下，Baker正在研究为什么以前试图恢复血管流动到心脏的努力一直都不是有效的。他的研究旨在设计一种新分子工具和给药方法以便使得在患有诸如糖尿病之类疾病的病人中能够长出新血管。(生物谷：towersimper编译)
doi:10.1073/pnas.1117885109
PMC:
PMID:
Syndecan-4 proteoliposomes enhance fibroblast growth factor-2 (FGF-2)–induced proliferation, migration, and neovascularization of ischemic muscle
Eugene Jang, Hassan Albadawi, Michael T. Watkins, Elazer R. Edelman, and Aaron B. Baker
Ischemia of the myocardium and lower limbs is a common consequence of arterial disease and a major source of morbidity and mortality in modernized countries. Inducing neovascularization for the treatment of ischemia is an appealing therapeutic strategy for patients for whom traditional treatment modalities cannot be performed or are ineffective. In the past, the stimulation of blood vessel growth was pursued using direct delivery of growth factors, angiogenic gene therapy, or cellular therapy. Although therapeutic angiogenesis holds great promise for treating patients with ischemia, current methods have not found success in clinical trials. Fibroblast growth factor-2 (FGF-2) was one of the first growth factors to be tested for use in therapeutic angiogenesis. Here, we present a method for improving the biological activity of FGF-2 by codelivering the growth factor with a liposomally embedded coreceptor, syndecan-4. This technique was shown to increase FGF-2 cellular signaling, uptake, and nuclear localization in comparison with FGF-2 alone. Delivery of syndecan-4 proteoliposomes also increased endothelial proliferation, migration, and angiogenic tube formation in response to FGF-2. Using an animal model of limb ischemia, syndecan-4 proteoliposomes markedly improved the neovascularization following femoral artery ligation and recovery of perfusion of the ischemic limb. Taken together, these results support liposomal delivery of syndecan-4 as an effective means to improving the potential of using growth factors to achieve therapeutic neovascularization of ischemic tissue.
