自從30多年前諾貝爾獎頒給了神經生長因子的研究后,研究人員就一直在尋找臨床應用生長因子的方法。
匹茲堡大學教授王亞東(音)開發出了一種擴散危害最小的用生長因子來使血管再生的方法。這一研究將可以用來治療心臟病這一頭號殺手。
當研究人員將生長因子化合物注入實驗鼠的皮下之后,他們看到了令人驚奇的現象:新的血管開始生長,并且是大血管,而不只是毛細血管?!拔覀兛吹搅祟愃菩用}的結構——也就是通向毛細血管網絡的小的動脈。”王亞東說。
而且這些結構還能夠保持較長時間。在僅僅注射了一針生長因子化合物的條件下,至少1個月之后,新的血管依然存在。
在我們的身體中,生長因子掌控著許多不同的功能,包括細胞的增殖、移動和分化。還有一些生長因子甚至能抑制特定類型細胞的生長,或者導致細胞自殺。“他們是非常強大的分子,”王亞東說。
鑒于它如此強大,人體會嚴格控制生長因子,對于那些隨意移動的生長因子會快速將其消滅。注射到皮下的大多數生長因子的半衰期只有半個小時或更少——非常之短。
因為這一局限性,研究人員都在尋找能有效利用生長因子的方法。有一種叫作肝磷脂的分子,屬于能將生長因子連接到細胞表面受體的分子。當肝磷脂將受體和生長因子連接起來之后,它實際上就增加了生長因子的活動,并使其穩定下來。
“我們的設想是,就在不做任何修改的情況下用肝磷脂來穩定生長因子,并將它連接到受體,”王亞東說。
但是有一個問題:如果你把肝磷脂連接到生長因子上,產生的物質是水溶性的。注射到體內后,這種化合物幾秒鐘就會分解。而我們體內的大部分成分都是水。
研究小組找到了一種方法來延遲這種化合物的分解,使其得以完成令血管再生的工作。
他們的方法是利用聚陽離子。肝磷脂有許多負電荷,如果用聚陽離子對其進行中和,就能將其從溶液變成凝聚層——微小的油滴的聚集。許多其他研究小組在注射生長因子時也用到了肝磷脂,但王亞東的小組是首先將肝磷脂和生長因子化合物轉化成凝聚層的。
他們首先通過這種方法應用了成纖維細胞生長因子-2,結果生成了大量持續存在的新血管。研究小組只用一種生長因子就誘發了成熟血管的形成。這些血管依靠一種叫作血管壁內細胞的特殊細胞穩定下來。