皮肤穿支血管平滑肌细胞:血管研究的新工具及其在病理与健康皮肤中的应用

【字体: 时间:2025年07月31日 来源:Journal of Muscle Research and Cell Motility 1.7

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  本研究针对血管研究中平滑肌细胞(SMC)来源受限的问题,首次从皮肤穿支血管(Perf)成功分离出SMC。通过创新的外植体技术,研究人员证实Perf-SMC具有与常用血管来源SMC相似的表型特征,且在培养中可稳定维持至第9代。该成果为心血管疾病和皮肤血管研究提供了新型细胞模型,特别适用于从健康皮肤获取无病理背景的SMC样本。

  

血管健康与疾病研究长期面临一个关键挑战:如何获取具有代表性的平滑肌细胞(SMC)模型。这些构成血管中膜的主要细胞具有惊人的表型可塑性,能在收缩型与合成型等多种状态间转换,参与动脉粥样硬化等心血管疾病的发生发展。然而,目前常用的主动脉或隐静脉来源SMC不仅获取依赖临床手术或商业渠道,更难以避免患者原有病理的影响。皮肤作为人体最大的器官,其丰富的穿支血管网络为这一难题提供了潜在解决方案——这些从深层血管穿出至皮肤的"营养管道"既存在于重建手术中,也常见于腹部整形等美容手术的废弃组织。

英国布拉德福德大学心血管研究组的研究人员创新性地将目光投向这一未被开发的资源。他们从下肢截肢患者的皮肤组织中分离穿支血管,建立了一套经济高效的外植技术。通过α平滑肌 actin(a-SMA)和 smooth muscle myosin heavy chain(SM-MHC)共染色验证,首次获得的穿支血管平滑肌细胞(Perf-SMC)展现出与传统来源细胞相当的表型特征,为血管生物学研究开辟了新途径。这项突破性成果发表在《Journal of Muscle Research and Cell Motility》上。

研究采用三项核心技术:1)从截肢患者皮肤中显微解剖穿支血管并进行外植培养;2)通过免疫细胞化学分析细胞标志物表达;3)结合形态计量学、增殖曲线和DNA损伤标记(yH2AX)检测评估表型稳定性。所有实验均设置脐动脉(UA)-SMC和隐静脉(SV)-SMC作为平行对照。

【SMC表型比较研究】
通过系统比较发现,Perf-SMC平均面积(10,295±764μm2)虽大于UA-SMC和SV-SMC,但差异无统计学意义。更重要的是,其纺锤体形态与两种对照细胞保持高度一致,细胞圆形度指标无显著差异。在功能层面,Perf-SMC的7天增殖倍数(3.3倍)与UA-SMC相当,但显著低于高增殖性的SV-SMC(5.6倍)。多核化分析显示Perf-SMC仅3.33±0.33%为多核细胞,与对照组的5.04-5.98%无显著差异,表明其基因组稳定性良好。

【表型稳定性追踪】
长期培养观察显示,Perf-SMC在传代至第8-9代时仍保持稳定的形态特征,细胞面积和圆形度与第2-3代无显著差异。虽然高代次细胞在第7天呈现更强的增殖能力(可能与表型转换有关),但核形态异常率(6.33±0.88%)和yH2AX阳性率(15.33±1.76%)与低代次相当,排除了复制性衰老的可能。这种长达9代的表型稳定性远超既往报道的人冠状动脉SMC(通常在第6-8代表型丢失)。

这项研究确立了皮肤穿支血管作为SMC研究的新型来源,其优势体现在三个方面:首先,取材自常规废弃组织,突破了传统来源对临床手术的依赖;其次,来自美容手术的样本可提供无心血管病理的"健康对照";最重要的是,支持从多供体获取细胞以反映人群异质性。Perf-SMC的成功分离不仅丰富了血管研究工具库,更为探索皮肤血管特异性病理机制创造了条件。未来研究可进一步考察不同皮肤区域(如毛发区与非毛发区)血管SMC的异质性,以及这些细胞在糖尿病皮肤病变等疾病中的角色转变。这项技术突破为理解血管生物学多样性提供了全新视角,将推动心血管与皮肤血管疾病的交叉研究进展。

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