科学家发现唤醒动脉再生能力的分子

近日，美国斯坦福大学一支由临床外科医生和基础生物科学家组成的研究团队在《Cell》发表报告，他们发现一种分子可以在心脏受损部位促进小动脉的生长，而这些新生动脉的生长有助于修复心脏病引起的组织损伤。

心胸外科医生Joseph Woo教授在临床上发现，同样是心脏主要动脉出现栓塞，有一部分患者可以过着基本正常的生活，日常活动几乎不受影响，甚至能参加马拉松比赛。Woo教授分析，原因在于这部分患者的心脏长有一些较小的侧支动脉。它们的作用就像是可以在交通堵塞时用于绕道的小巷，从旁路绕过血栓，为心脏缺氧部分提供血液。然而，侧支动脉只在小部分患者中可以见到。

侧支动脉是如何形成的？有什么方法可以促进其生长？如果可以在人体中诱导侧支动脉的生长，可以帮助更多动脉粥样硬化或者心脏病发作后痊愈期的患者。Woo教授与生物学家Kristy Red-Horse博士及其同事对此展开探索。

研究团队首先观察了新生小鼠。因为新生小鼠在心脏组织受损后有非常强的修复能力，这是成年小鼠所不具备的。“找出为什么新生小鼠修复能力强，可以帮助我们找到让成体恢复再生能力的方法。”Red-Horse博士解释。

通过先进的成像技术他们观察到，在小鼠心脏修复损伤的过程中，动脉内壁的血管内皮细胞会发生迁移，从动脉沿毛细血管延伸到受损部位，形成侧支动脉，从而促进愈合。

▲这一研究的图示摘要（图片来源：参考资料[3]）

在胚胎期心血管形成过程中，已知一种名为CXCL12的蛋白起着重要的信号作用。因此，研究人员猜测，有没有可能这种蛋白也在侧支动脉的形成过程中产生有益作用。他们发现，健康新生小鼠的动脉内皮细胞中普遍存在CXCL12。而当心脏损伤时，随着受损区域的氧浓度降低，表达CXCL12蛋白的基因“启动”表达，发出信号促使内皮细胞定向移动。

随后，研究人员考察了在成年小鼠中施加CXCL12的效果。在成年小鼠中诱导心脏病发作后，将这种蛋白注射到受损区域。15天后研究人员观察到，迁移的动脉内皮细胞形成了许多新的侧支动脉。而在对照组中则没有观察到新的动脉。

虽然研究人员猜测动脉内皮细胞的迁徙可能不止和CXCL12有关，但他们希望此次的发现可以成为一种新疗法的基础。Woo教授提出：“接下来的问题是，我们能否在治疗层面利用新发现的这一机制让患者产生侧支动脉。”

参考资料：

[1] Healing heart tissue by coaxing small arteries to grow. Retrieved Jan. 24, 2019, from https://www.fiercebiotech.com/research/healing-heart-disease-by-growing-small-arteries-a-protein.

[2] Protein promotes small artery growth to damaged heart tissue in mice. Retrieved Jan. 24, 2019, from http://med.stanford.edu/news/all-news/2019/01/protein-promotes-small-artery-growth-to-damaged-heart-tissue.html

[3] Soumyashree Das, et al., (2019), A Unique Collateral Artery Development Program Promotes Neonatal Heart Regeneration. Cell. DOI: 10.1016/j.cell.2018.12.023