最新研究表明，实验室培养的皮肤类器官最早阶段出现的单个血管细胞能够形成随时间生长和成熟的复杂微血管网络。这些自组织结构的功能类似于人体天然皮肤中的血管，能够适当响应我们身体在炎症期间释放的化合物，并在损伤后重新生长。由爱思唯尔出版、发表在《美国病理学杂志》上的这项研究，首次利用该系统展示了微血管对炎症刺激和损伤的反应，这对理解皮肤血管在炎症、修复、再生和衰老中的关键作用具有重大意义。
皮肤是一个高度复杂的器官，其独特的微观解剖结构包含多种细胞类型，它们协同工作以实现保护功能。全球有数百万人患有由炎症引起的皮肤疾病，如银屑病，以及阻碍皮肤伤口愈合的疾病，如心血管疾病和糖尿病。
"几年前，波士顿儿童医院的研究人员开发了一种高度创新的程序，利用干细胞在培养皿中生成可形成毛发的人类皮肤，这是皮肤生物学和再生医学领域的重大进展。作为皮肤病理学家和干细胞生物学家，我们希望在实验室中使用这些皮肤'类器官'——指能够复制生长在体内的器官的许多解剖特征和生物功能的小型自组织多细胞系统——来研究皮肤发育和疾病。"波士顿布莱根妇女医院病理学系皮肤病理学项目现任研究高级调查员George F. Murphy医学博士表示。
研究人员发现，血管内皮细胞在类器官分化过程的第六天就开始发育，并能持续数月。他们发现皮肤类器官产生几种对启动和维持小血管生长重要的分子，随着类器官继续增大和复杂化，其血管也逐渐成熟，并被支持和稳定它们的血管壁细胞逐渐包围，这与人体天然皮肤中的情况非常相似。
炎症的分子触发因素导致皮肤类器官激活其血管和周围组织，表达免疫细胞归巢（将免疫细胞引导至感染部位）和在炎症组织中发挥作用所需的蛋白质。这些触发因素还导致类器官自身释放额外的炎症介质。最后，研究人员证明皮肤类器官血管可以在尖锐物体造成的创伤性损伤后重新生长。
"我们惊讶地发现，皮肤类器官血管显示出小动脉的分子特征，但没有静脉或淋巴管的特征。因此，虽然该系统在许多方面与人体天然皮肤非常相似，但它仍然不完美。话虽如此，涉及小动脉的微血管病变（如糖尿病中发生的病变）可能是我们模型未来的一个潜在应用领域。我们的发现为探索控制皮肤血管发育的额外因素并进一步完善该系统提供了令人兴奋的机会，"波士顿布莱根妇女医院病理学系皮肤病理学项目第一作者Anthony R. Sheets医学博士表示。
美国国立卫生研究院(NIH)和食品药品监督管理局(FDA)最近宣布了支持创建更准确反映人类疾病的复杂模型的倡议。这项工作有助于推动从动物模型向更精确反映人类疾病的先进模型转变，证明了干细胞衍生的皮肤类器官与人体天然皮肤之间的功能相似性。
总体而言，该研究结果表明，皮肤类器官系统可用于进一步研究控制健康和疾病状态下皮肤血管生长和功能的途径。这些信号的治疗调控未来有望解决炎症性皮肤疾病并恢复慢性伤口患者的愈合能力。
Murphy博士总结道："我们的工作提供了一种在空间完整的三维微环境中体外研究血管病理学的新模型。现在能够在完整组织微环境范围内离体探究至关重要的皮肤血管的形成、生理学和病理学，这对于理解我们最大且最重要的保护器官的病理生物学可能具有变革性意义。"
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