北卡罗来纳州达勒姆市-杜克大学的生物医学工程师已经开发出迄今为止最先进的血管疾病模型，并用它来发现内皮在哈钦森-吉尔福德早衰综合症中的独特作用。简而言之，这是一种毁灭性且极为罕见的遗传疾病，称为早衰症，其症状类似于儿童加速衰老。

该模型是第一个从患者自身皮肤衍生的干细胞中生长出平滑肌和内层(或内皮)血管层的模型。与先进的实验装置相结合，该装置推动了能够通过工程血管对血液建模的培养基，该模型表明，内皮细胞对早衰的血流和切应力的反应与健康时不同。

这项研究表明，仅患病的内皮足以产生早衰症状，并且还展示了一种在动态3D模型中研究血管的新方法，以更好地理解和测试严重疾病的治疗方法。

结果于2月6日在线发表在《干细胞报告》杂志上。

杜克大学生物医学工程专业的学生纳迪亚·阿布塔莱布(Nadia Abutaleb)说：“内皮细胞表达的毒性蛋白质会引起早衰症状，但其表达水平要低于平滑肌制成的血管外层。”该论文的作者。“因此，整个领域都集中在平滑肌上，而少数观察内皮细胞的人大多是在静态2D文化中看待它的。但是我们发现有必要在三个维度上动态地工作，看到这种疾病的全部效果。”

早衰是由基因组中的随机单点突变引起的非遗传性遗传疾病。这种疾病如此罕见，如此致命，以致全世界目前只有大约250人患有这种疾病。

早衰症是由一种叫做progerin的蛋白质的缺陷触发的，该缺陷导致其堆积在细胞核之外而不是成为核结构支持系统的一部分。这会导致原子核呈现异常形状并抑制其分裂能力。由此产生的症状看起来很像加速衰老，受影响的患者通常死于15岁之前因血管衰弱而导致的心脏病。

杜克大学生物医学工程学教授R. Eugene和Susie E. Goodson教授乔治·特鲁斯基(George Truskey)说：“早衰症不被认为是遗传性的，因为没有人能够长寿。“由于这种疾病非常罕见，因此难以吸引足够的患者进行临床试验。我们希望我们的平台将提供一种替代方法来测试正在考虑的多种化合物。”

血管很难模拟，因为其壁上有多层细胞，包括内皮和培养基。内皮是与循环血液相互作用的所有血管的最内层。培养基主要由平滑肌细胞组成，有助于控制血液的流量和压力。

2017年，Truskey实验室设计了第一个3D平台，用于测试从早衰患者皮肤细胞中生长的血管。血管表现出在该疾病患者中看到的许多症状，并且对药物的反应相似。

阿博塔莱布说：“虽然我们以前的研究中的平滑肌细胞是由早衰症患者的细胞产生的，但内皮细胞却不是。”“我们怀疑在最初的研究中，内皮细胞可能是造成某些缠绵症状的原因，因此我们开始致力于利用同一患者的平滑肌和内皮细胞来培养血管。”