血管空腔(圖:iStock)

某些疾病如動脈硬化常牽涉到缺血性組織,治療時需促進血管再生。近日,一項新研究發現,除了長出新血管,形成中空的管狀結構對於血管再生也很重要。研究人員找到了人體內促進空腔結構形成的信號通路,有望改善目前促進血管再生的臨床治療策略。

 

血管再生

血管再生與樹木的生長相似。心血管從已有的血管中「萌芽」,然後向外分支,形成新的血管系統。這一過程可分成兩步理解。首先,從已有血管的上皮細胞中形成出芽,這是新血管的「種子」。出芽過程依賴的信號通路是血管表皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)激活蛋白激酶 Akt。

第二步,讓新血管形成中空結構,即空腔(lumen),它依賴的信號通路是一個稱為 R-Ras 的蛋白激活蛋白激酶 Akt。這正是研究人員的最新發現。

實驗中,研究人員用三位細胞培養和活體組織作為模型,發現 VEGF 確實可以促進形成血管系統,但形成的結構雜亂無章,不穩定,也無法發揮應有的功能。正常的血管必須是中空的管道狀結構,這樣血液才能從空腔中通過,為人體輸送氧和養料。單獨靠 VEGF 無法形成正常的血管,必須再加上 R-Ras 蛋白。R-Ras 通過激活蛋白激酶 Akt,促進空腔的形成。

意義與評價

這一發現由史丹佛大學醫學院的 Masanobu Komatsu 研究組完成。Komatsu 博士表示,他們的研究表明完整功能的血管形成需要 R-Ras 激活 Akt,這一通路對血管再生是必需的。

以往治療缺血性組織的研究中,人們常將注意力集中於向缺血部位輸送諸如 VEGF 之類的血管生成因子,期望以此促進心血管生成。但所有此類研究,包括超過 25 個臨床二期和三期的試驗,都沒能顯著改善患者病情。

這項研究表明,除了 VEGF,血管生成還需要 R-Ras,才能保證正常的血管腔形成。Komatsu 說,接下來的計劃是在臨床中結合這兩種信號,在 VEGF 治療的同時,通過基因或藥物治療促進 R-Ras 的功能,期望達到更好的促血管生成效果。

 

參考資料:

  1. Li F, Sawada J, Komatsu M. R-Ras-Akt axis induces endothelial lumenogenesis and regulates the patency of regenerating vasculature[J]. Nature Communications, 2017, 8(1): 1720.
  2. EurekAlert, Scientists find key to regenerating blood vessels, Nov 23, 2017.
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