JCI︱周斌研究组揭示心脏修复再生中新血管形成的机制

6 月 26 日，中国科学院生物化学与细胞生物学研究所周斌研究组在国际学术期刊 Journal of Clinical Investigation 上发表了题为「Preexisting endothelial cells mediate cardiac neovascularization after injury」的论文，揭示了成体心脏修复再生中新生血管的来源。

文中设计了遗传谱系示踪实验来回答成体心脏损伤后新生血管的起源问题，其中使用到的 Pdgfra-DreER、Col1a2-2A-CreER 和 Sox9-CreER 小鼠等模型均由上海南方模式生物（Shanghai BiomodelOrganism Center, Inc）构建。

为了解决成体心脏损伤后新生血管的来源问题，研究人员建立了 6 组成纤维细胞转基因或基因敲入小鼠的遗传谱系示踪实验，通过将上述小鼠分别与报告基因 tdTomato 小鼠交配来追踪成纤维细胞和间充质细胞在成体心脏损伤过程中的细胞命运，结果并没有发现 tdTomato 阳性的血管内皮细胞，说明成体心脏中成纤维细胞并不具有转分化形成血管内皮细胞的能力。

研究人员又建立了 3 种血管内皮细胞的遗传谱系示踪实验，来进一步研究除了血管内皮细胞以外，是否有其它类型的细胞能够在成体心脏损伤后形成血管内皮细胞。

通过将血管内皮细胞特异性 CreER 小鼠与报告基因小鼠交配，在损伤前标记上大部分血管内皮细胞，然后观察损伤后血管内皮细胞的标记百分比是否降低，如果标记百分比没有发生变化，说明新生的血管内皮细胞来源于原来已存在的血管内皮细胞的自我增殖过程，如果标记的百分比降低了，则说明存在其它类型细胞转分化成为血管内皮细胞。

结果显示，损伤后，血管内皮细胞的标记百分比没有发生变化，即没有发生其他类型的细胞向血管内皮细胞的转分化过程。上述实验结果说明，在成体心脏损伤过程中，新生血管主要来自于血管内皮细胞的自我复制增殖过程。

Figure 6. Coronary vessels in the injured heart are derived from preexisting coronary vessels. (A, C, E, G) Immunostaining for tdTomato and PECAM or VE-CAD on heart sections before and after injury. Arrowheads indicate labeled endothelial cells (tdTomato+PECAM+ or tdTomato+VE-CAD+). (B, D, F, H) Quantification of the percentage of tdTomato+ endothelial cells (ECs) in PECAM+ or VE-CAD+ endothelial cells in hearts before injury and 7 or 14 days after injury. Data are represented as mean ± SEM. n = 4. ANOVA test was used. Scale bars: 50 μm.