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心血管疾病，包括中风和心肌梗死，是世界上主要的死亡原因，每年造成1 800多万人死亡。KIT的一个研究小组现在已经在血管中发现了一种负责血管生长的新细胞类型。这一发现可能为治疗缺血性心血管疾病(即由血流量减少或缺乏引起的疾病)提供新的治疗策略。自然通讯(DOI: 10.1038/s41467-024-47434-x)
心血管疾病，包括中风和心肌梗死，是世界上主要的死亡原因，每年造成1 800多万人死亡。KIT的一个研究小组现在已经在血管中发现了一种负责血管生长的新细胞类型。这一发现可能为治疗缺血性心血管疾病(即由血流量减少或缺乏引起的疾病)提供新的治疗策略。
在我们的身体里，一个巨大的血管网络将血液分配到我们的器官，从而确保活跃的细胞得到足够的氧气和营养来发挥作用，例如维持心脏跳动和大脑活动。血管闭塞和氧气输送受损可能导致神经元或心脏细胞死亡，最终导致中风或心脏病发作。血运重建即恢复血管灌注，促进组织再生，需要有功能的血管，但如何有效地实现器官血运重建仍是临床未解决的问题。
由于每个器官都有不同的生理功能，因此不同器官的血管分支模式也不同。长期以来，这种独特的、所谓的器官典型血管结构是如何形成的一直是个谜。
从治疗的角度来看，人们相信了解血管生长和模式的器官特异性分子控制可以为开发个性化的药物策略打开大门，以对抗心血管和神经退行性疾病和癌症。
先锋细胞在血管壁内移动
由细胞和发育生物学系主任兼KIT动物研究所所长费迪南德·勒·诺布尔教授领导的KIT科学家们现在发现，血管分支中器官依赖性变异的一个关键因素涉及一种新的血管细胞类型的激活，他们称之为内皮l -尖细胞或先锋细胞。先锋细胞位于血管的内层，即所谓的内皮。
利用高端成像技术，科学家们发现先锋细胞在血管壁内移动。一旦它们接触到周围器官细胞产生的特定信号，先锋细胞就开始制造新的血管。为了阐明哪些细胞产生这样的信号，以及这些信号是如何被感知以促进先锋细胞分化的，科学家们使用了最近开发的一种称为单细胞测序的技术。
分子鸡尾酒编码血管形成的时间和地点
该论文的第一作者Laetitia Preau博士解释说:“单细胞测序将单个细胞的详细RNA测序与生物信息学分析相结合，可以精确识别细胞亚型和这些细胞产生的细胞间通信分子。使用这种技术，我们发现血管模式是由一组独特的分子编码的，这些分子只能被一部分内皮细胞感知，以促进血管生长。”
组织中的细胞产生一组器官特异性分子，这些分子编码指令如何在特定的地点和时间制造新的血管。一旦未来的先锋细胞感知并解开这个特定的组织来源的分子密码，它将启动血管生长过程。
新治疗方法的基础
事实证明，一些器官特异性的血管生长密码分子是药物靶向的，即对外部添加的化学物质起反应。费迪南德·勒·诺布尔教授说:“为了探索治疗途径，我们正在与化学家、组织工程师和人工智能(AI)专家合作，利用最近在卡尔斯鲁厄理工学院(KITHealthTech)建立的健康技术中心3ROCKIT平台。我们希望找到新的智能分子来靶向血管生长过程，这可能使患有缺血性心血管疾病(如心肌梗死和中风)以及某些形式的癌症的患者受益。”
该研究由德国研究基金会(DFG)资助，KIT与德国心血管研究中心(DZHK)在其位于海德堡和慕尼黑的合作地点以及位于慕尼黑的马克斯普朗克分子生物医学研究所合作开展。
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