心肌毛细血管可建心脏应急通道
本报上海8月21日电(记者颜维琦 光明网记者华亭)心脏的持续跳动依赖于冠状动脉这条输送氧气和营养的“高速公路”。然而,部分人群的心脏拥有一种天然的“备用方案”——侧支动脉,它们如同自发搭建的应急桥梁,能够绕过堵塞区域恢复血液供应。此前科学界认为,部分侧支动脉能够再生,其来源是已有动脉的“迁移与重组”。中国科学院分子细胞科学卓越创新中心(生物化学与细胞生物学研究所)周斌研究团队利用多种新型遗传谱系示踪技术,揭示了重新生成的侧支动脉的真正建造者并非已有动脉,而是遍布心肌的毛细血管。
研究团队通过邻近细胞遗传学技术设计了一种“细胞接触历史记录仪”,能够永久标记真正的动脉内皮细胞,且完全不依赖传统标记物或诱导剂他莫昔芬。同时,团队还借助双重组酶建立了一套高精度追踪系统,专门捕捉由毛细血管转变而来的动脉,如同在夜晚的地图上仅点亮正在扩建升级的道路,其余道路保持暗色。
如果将动脉比作宽阔的高速公路,毛细血管则如同羊肠小道。研究人员利用这些新技术发现,当“高速公路”发生中断时,这些“羊肠小道”会迅速启动“升级改造工程”,不断拓宽和加固,获得动脉的结构与功能,最终成长为连接两条主干道的新“公路”,为受损心肌重新输送血液和养分。
那么,“巷子变大道”的改造过程是如何实现的呢?研究团队发现,VEGFA(血管内皮生长因子)分子如同施工“总指挥”,在动物实验中短暂提高受损心脏的VEGFA水平后,毛细血管向动脉转变的效率显著提升,小鼠心肌缺血面积减少,心功能得到改善。然而,VEGF信号过度激活会产生大量不成熟的“动脉血管”,如同“豆腐渣工程”。周斌研究团队与香港中文大学吕爱兰团队进一步合作研究发现,VEGFA通过激活关键下游转录因子YY1,引导毛细血管完成向动脉的转变。
这项研究刷新了人们对心脏自我修复能力的认知,未来有望通过精准调控VEGFA-YY1信号通路,激发心脏自身的“生命之桥”搭建,为缺血性心脏病提供更温和且有效的新疗法。
(编辑:)