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最新的一期的《自然》《Nature》雜誌的論文指出，奧地利科學院分子生物技術研究所(IMBA)和英屬哥倫比亞大學組成的聯合研究團隊，開發出了一種在培養皿中培養的人類3D血管組織，可以模仿人類血管的結構和功能。
誘導胚胎幹細胞 在培養皿中長出人工血管
追本溯源，人類的血管及全身體細胞都是由幹細胞分化而來，因此如果能夠將體細胞逆向分化，就可以變回幹細胞，也就是俗稱的多功能幹細胞(iPSC)。而在建置3D血管的過程中，研究團隊先誘導培養皿中的幹細胞，分化為2D的血管上皮細胞，之後再將血管上皮細胞建構成，包括內皮細胞和微细血管外膜细胞及微血管網路的3D結構類血管組織。
而研究團隊，用了免疫螢光檢測3D結構類血管組織的成分，也證實了從培養皿中培養的3D結構類血管組織和天然的人類血管並無太大差異。論文的主要作者之一的Josef Penninger認為，能夠將幹細胞特定誘導成人體血管是可以改變生物遊戲規則的方法。
移植人工血管至動物體內 發育出完整的血管系統
研究團隊接著將3D結構類血管組織移植到實驗動物小鼠體內，觀察人造血管是否能夠和天然的正常血管一樣工作？結果顯示，移植至小鼠體內的血管組織分化發育為動脈、靜脈及微血管，這表示可以在實驗動物中培育出完整的人體血管系統。而論文的第一作者Reiner Wimmer表示，研究的結果顯示，幹細胞可以誘導發育為真實的人類血管，培養皿發育的人工血管構造和人類的微血管很像，所以可以利用人工血管來研究人體的血管疾病。
利用人工血管幫助糖尿病併發的血管病變
許多糖尿病患者會因為血管基底膜異常增厚所造成的血管病變，使組織的血液循環和供氧狀況異常，造成中風、失明、腎衰竭、心臟病或是截肢等問題。而研究團隊模擬糖尿病體內環境，將人工血管暴露其中，觀察到和糖尿病患者血管病變相似的狀況，人工血管的基底膜也出現了異常增厚和擴張的情形。
研究團隊表示，這代表血管可以用來模擬不同疾病條件下的狀況，來輔助進行開發藥物或是研發新的治療方法，若能確定血管疾病的潛在原因，就有希望為全球數億糖尿病患者開發和測試新藥物。
參考文章：Human blood vessel organoids as a model of diabetic vasculopathy
期刊小檔案：《Nature》是世界上最早的科學期刊之一，也是全世界最權威及最有名望的學術期刊之一，首版於1869年11月4日。雖然今天大多數科學期刊都專一於一個特殊的領域，《Nature》是少數依然發表來自很多科學領域的一手研究論文的期刊。
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文/黃聖筑 圖/許嘉真