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2023年8月29日

中大研究發現細胞因子能促進血管生長 有助治療缺血引致之組織受損

  • 周邊動脈疾病及糖尿病會引發血管及神經受損等併發症。
  • 體內的小蛋白質——細胞因子IL-4和IL-13可直接協助血液在受損組織中恢復流動。
2023年8月29日
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黃永德教授。

擁有及缺乏細胞因子IL-4受體(IL4Rα)的小鼠在恢復四肢血液流動後的對比。

結合在小鼠誘發糖尿病的過程,及在糖尿病和非糖尿病的小鼠誘發下肢缺血損傷(HLI)後,以IL-4 和IL-13作治療方案的實驗過程之圖表。血管圖像證明了 IL-4和IL-13 的治療方案能有效增加肌肉組織的血管密度。

IL-4 及IL-13 蛋白質在促進血管生長及損害肌肉組織再生的訊號傳遞過程。

香港中文大學(中大)生命科學學院黃永德教授領導的團隊,在研究新血管如何在人體受損組織中生長取得突破性的進展。研究團隊發現,身體中一些細胞因子,被稱為IL-4和IL-13的小蛋白質,可促進血管在血液無法流通的位置生長。這個發現有望為周邊動脈疾病及與糖尿病相關的血液循環問題,提供新的治療方案。相關研究成果已發表於國際科學期刊《細胞報導》。

同時患有周邊動脈疾病及糖尿病會有更高截肢風險

周邊動脈疾病是一種常見疾病,它會阻塞或收窄心臟至腿部的血管,全球有數百萬人受影響,特別是長者。當病人同時患有周邊動脈疾病及糖尿病,會出現血管及神經受損等各種併發症。動脈被阻塞引致血流減少,加上糖尿病令血管更為脆弱,造成難以治理的局面。

血管受損及血液循環不良,令血液中的氧氣和營養難以到達腿部,導致傷口無法癒合及組織受損。若未能及時治理,嚴重受損的腿部組織會壞死及感染細菌,患者可能需要截肢以防止進一步引發併發症。

細胞因子IL-4IL-13透過內皮細胞作用恢復受損組織的血液流動

內皮細胞是血管內壁上的細胞,在血管形成的過程中扮演着重要的角色。它們會先接收到所在位置血液無法流通的訊號,然後通過一系列複雜的步驟,包括增加內皮細胞的數量,轉移到適當位置後形成管狀結構,以創建新的血管。這些新血管從現有的血管生出分支,延伸至血流受限區域。然而,科學家仍未完全掌握免疫系統和內皮細胞如何協調,來恢復受損組織的血液流動。

過去的研究發現,一些被稱為IL-4和IL-13的細胞因子在免疫反應中擔當重要的角色,它們能夠改變一種被稱為巨噬細胞的免疫細胞來促進修復包括心臟病、中風及腎衰竭所造成的損傷組織,維持人體健康。然而,黃教授的團隊在是次研究中發現,IL-4 和IL-13在腿部組織缺血的時候,並非透過巨噬細胞修復,而是直接刺激另外一種被稱為內皮細胞的非免疫細胞,令新血管生長、遷移和形成,以改善血液流動,促進人體組織再生。

「糖尿病是令周邊動脈疾病病情惡化及增加死亡率的風險因素。」黃教授說:「我們的團隊亦發現,糖尿病患者的受損組織難以癒合,可能是因為他們體內的IL-4和IL-13數量少。我們發現利用IL-4和IL-13治療患有糖尿病的小鼠,能夠恢復受損血管的血液流動及促進體內組織再生。這項研究讓我們進一步認識身體如何修補受損組織,及針對周邊動脈疾病與相關疾病開發新的治療。」

研究團隊展望能與醫療機構合作進行臨床實驗,以評估IL-4和IL-13作為治療藥物的療效和安全性。團隊同時計劃探索結合IL-4和IL-13與現有治療方案,透過不斷增加對療法的理解和探索潛在的發展方向,提升對周邊動脈疾病和糖尿病患者的護理水平。



黃永德教授。

黃永德教授。

 

擁有及缺乏細胞因子IL-4受體(IL4Rα)的小鼠在恢復四肢血液流動後的對比。

擁有及缺乏細胞因子IL-4受體(IL4Rα)的小鼠在恢復四肢血液流動後的對比。

 

結合在小鼠誘發糖尿病的過程,及在糖尿病和非糖尿病的小鼠誘發下肢缺血損傷(HLI)後,以IL-4 和IL-13作治療方案的實驗過程之圖表。血管圖像證明了 IL-4和IL-13 的治療方案能有效增加肌肉組織的血管密度。

結合在小鼠誘發糖尿病的過程,及在糖尿病和非糖尿病的小鼠誘發下肢缺血損傷(HLI)後,以IL-4 和IL-13作治療方案的實驗過程之圖表。血管圖像證明了 IL-4和IL-13 的治療方案能有效增加肌肉組織的血管密度。

 

IL-4 及IL-13 蛋白質在促進血管生長及損害肌肉組織再生的訊號傳遞過程。

IL-4 及IL-13 蛋白質在促進血管生長及損害肌肉組織再生的訊號傳遞過程。

 

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