生物帮美国大约有850万人患有外周动脉疾病(PAD)，腿部或手臂动脉狭窄(通常由于脂肪斑块的积聚)，可以切断血液流向四肢，导致组织死亡，坏疽，甚至截肢。
已经研究了通过提供促进血管生成(新血管的生长)以绕过阻塞的动脉的化合物来对抗PAD的策略，但是在很大程度上未能改善结果。最近，人们越来越关注使用身体的免疫系统治疗缺血，因为已知一些免疫细胞分泌血管促进化合物。然而，在需要新血管的情况下使治疗性免疫细胞浓缩并分泌足够量的所需化合物仍然是一个挑战。
哈佛大学Wyss生物启发工程研究所和John A. Paulson工程与应用科学学院(SEAS)的研究人员利用植入式生物材料支架和儿童疫苗的惊人组合来解决这一问题。在具有后肢缺血(严重形式的PAD)的小鼠模型中，他们的技术增加缺血部位的T细胞浓度并刺激血管生成，血流和肌纤维再生长达两周。该研究报告在Science Advances中。
“这项工作最令人兴奋的方面之一是，它提供了一种增强血管形成的新方法，不依赖于传统的生物制剂，如细胞，生长因子和细胞因子，通常用于促进血管形成，”第一作者Brian Kwee，博士，Wyss研究所和SEAS的前研究生，现在是FDA的博士后研究员。“此外，它更广泛地表明生物工程T细胞疗法的进步，传统上用于治疗癌症，可用于促进伤口愈合和再生。”
生物材料支架Kwee和团队的其他成员已经在Wyss研究所开发了几年，并且已被用于成功调节免疫系统用于各种目的，包括治疗癌症和诱捕已经流氓的T细胞正在攻击身体。为了治疗局部缺血，他们专注于一种称为T辅助2(TH2)细胞的特定类型的免疫细胞，已发现其除了产生引发免疫应答的细胞因子外，还分泌促进血管生长的分子。
TH2细胞也是抵抗病原体疫苗接种的关键“记忆”元素，因为它们识别疫苗引入的微生物，并帮助身体在未来对其产生免疫反应。由于尚未完全了解的原因，在疫苗中输送少量铝可大大增强TH2细胞的形成，几乎所有美国人都接受含铝的儿童疫苗，以保护他们免受各种疾病的侵害。如果引入正确的引发抗原，Wyss团队有预感，接种疫苗的人可能会产生更强的TH2细胞反应;并且，如果该抗原被掺入位于阻塞动脉附近的生物材料支架中，
“这种方法基本上利用了标准疫苗'引发'免疫系统识别特定抗原的事实。通过在非常局部的地方通过支架重新引入抗原，我们能够吸引并保留足够的TH2细胞。有效治疗缺血组织并促进新血管的生长，“资深作者David Mooney博士说，他是Wyss研究所的创始核心教员，也是SEAS生物工程的Robert P. Pinkas家庭教授。 。
Mooney的研究小组给小鼠注射卵清蛋白(卵白蛋白，这是蛋白中发现的主要蛋白质)，产生轻微的免疫反应，以及氢氧化铝，模仿人类儿童免疫接种疫苗。两周后，小鼠得到相同疫苗的“加强剂”，四周后在其缺血后肢中植入含卵清蛋白的支架。这些小鼠在其缺血性肌肉中显示出比接受没有初免疫苗的植入物的小鼠更高数量的卵清蛋白特异性TH2细胞和嗜酸性粒细胞(由TH2细胞激活的促进血管生成的细胞)。
与未接种植入物的未接种疫苗的小鼠相比，接种疫苗的小鼠在两周后的缺血后肢中也表现出较低水平的组织死亡，较高的血管密度，较高的血液灌注和更多的再生肌纤维。为了证实引发的TH2细胞确实是这种改善的原因，研究人员将针对TH2细胞的抗体引入接种植入物的接种小鼠中，并观察到中和TH2细胞逆转了观察到的益处。
进一步的工作将研究疫苗接种和植入之间的时间变化如何影响TH2细胞反应，因为人们在很小的时候经常接种疫苗，但在生命后期会发生PAD和缺血。
“我们对这种概念验证研究感到非常兴奋，因为它证明了记忆T细胞可用于促进血管生长的新观念，并支持生物材料可以操纵T细胞以增强受损再生的前提。组织，“穆尼说。
“我们正处在一个开始了解免疫系统对人类健康和疾病影响程度的新时代的曙光。我们在Wyss研究所的免疫材料平台上的这项工作提供了生物学材料如何接近的另一个例子为了重新设计免疫系统可能会导致破坏性的医学突破，“Wyss研究所创始主任Donald Ingber医学博士说，他也是哈佛医学院血管生物学的Judah Folkman教授和波士顿的血管生物学项目儿童医院，以及SEAS的生物工程教授。
