新线索：心脏如何形成动脉？

Max delbrck中心Holger Gerhardt和Norbert hbner实验室的一个研究小组已经阐明了新动脉是如何形成的，这可能有助于改善心脏病发作或中风后心肌再生的治疗方法。这项研究发表在《Circulation Research》杂志上。

　　

Max delbrck中心Holger Gerhardt和Norbert h<e:1> bner实验室的一个研究小组已经阐明了新动脉是如何形成的，这可能有助于改善心脏病发作或中风后心肌再生的治疗方法。这项研究发表在《循环研究》杂志上。

由柏林Max delbrck中心Holger Gerhardt教授的综合血管生物学实验室的Elena Cano博士领导的一个团队已经阐明了心脏中新动脉形成的机制。这一发现发表在《Circulation Research》杂志上，填补了我们对冠状动脉如何发育的理解上的一个重要空白，并有助于改善旨在治愈由心脏病发作或中风引起的心肌损伤的治疗方法。心脏病或中风是世界范围内导致死亡和残疾的主要原因。这项工作得到了DZHK (Deutsches Zentrum fr Herz-Kreislauf-Forschung)的支持。

心脏病发作或中风会导致心肌组织死亡。结果，心脏供血减少，导致永久性残疾。虽然有些组织确实能通过长出新血管而自发愈合，但其程度往往不足以完全恢复血液供应。目前的治疗方法侧重于控制症状和减缓心脏病。

研究人员已经尝试了各种方法来诱导受损心脏组织中的新血管生长。然而，他们还没有能够建立一个稳定的、成熟的血管网络来改善心脏的功能，Cano说。一个主要的缺点是缺乏对血管细胞用来构建分层血管网络的复杂分子、细胞和结构线索的更深入了解。

应用单细胞测序来解决这个问题

在研究组织血管化的过程中，Cano在她的样本中发现了一种动脉前细胞，这种细胞似乎在新动脉的生长中起着重要作用。其他研究人员已经报道过这些动脉前细胞。但Cano想用新技术来研究它们。

利用单细胞测序分析不同发育阶段小鼠心肌细胞的转录组，研究小组发现，这些心脏动脉前细胞是由“尖端细胞”发育而来的。尖端细胞是一种特殊的细胞，能够感知环境信号，驱动血管向特定方向生长。该团队还使用3D时空映射来证实他们的结果。此外，他们还发现，这些前动脉细胞已经被“标记”成动脉细胞，这与目前人们对动脉如何发育的看法不符。

人们一直认为，新的动脉形成其独特的特征，如长度和直径，纯粹是基于机械因素，如流过它们的流体的速度。然而，Cano说:“这项研究表明，在任何液体流过动脉之前，动脉前细胞已经具有动脉的特征。”

研究人员还重新分析了英国研究人员从人类胚胎心脏组织中收集的先前发表的单细胞数据。然后，他们将其与自己从心脏病发作后受损的小鼠心脏组织中收集的数据进行了比较。他们发现，人类胚胎组织中新动脉形成的机制与小鼠心脏病发作后的机制相同。Cano说:“我们发现，这种机制不仅在小鼠和人类的发育过程中是保守的，而且在整个生命过程中也会持续存在，并在心脏病发作后被激活。”

对治疗的启示

Cano说，了解冠状动脉是如何自然形成和再生的，为开发刺激这些再生途径的治疗方法提供了可能，这可能会逆转心肌损伤。

Gerhardt说:“现在我们知道，不仅是血流向血管内皮细胞发出信号，使其成为动脉，而且尖端细胞也会转变为动脉前细胞，最终成为动脉。令人惊讶的是，我们发现并非所有尖端细胞都具有形成动脉的能力，这提高了选择性地增加这一细胞池用于治疗目的的前景。”

“这是向前迈出的一步，”Cano补充道。“这是一种新的机制，我们可以在再生过程中进行调整，看看我们是否可以形成新的动脉，以最佳地恢复血液供应。”

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