研究人员识别踢的分子开关开始形成动脉

形成血管的能力是进化的加冕成就之一，以及将脊椎动物（带骨干的动物）与动物王国分开的东西。两种类型的血管，动脉和静脉由相同的前体细胞类型内皮细胞形成 - 在胚胎发育期间致力于动脉或静脉细胞命运。尤其是驱动这一承诺的推动，这对塑造心血管发展至关重要，具有长期的研究人员。现在，Gladstone Institutes的科学家已经确定了指导这个过程的分子信号。在这样做时，他们说明了在分子信号传导中最微妙的变化可以引导最多的生物系统的复杂程度。

在最新一期的细胞发育，Gladstone高级调查员Benoit Bruneau，PHD实验室的研究人员描述了促进动脉的形成的精确顺序和时序。具体来说，它们一起划分分子信号通路这种蛋白质叫做血管内皮生长因子（VEGF）引导δ状4（DLL4）的激活，这对动脉形成至关重要。

各个动脉和脉有不同的身份和不同的功能。动脉将含氧血液从心脏携带到组织中，而静脉将无氧的血液带回心脏。了解如何在分子水平上进行动脉 - 具体而言，它们与静脉不同 - 这不仅是为了了解动脉和静脉异常连接的疾病，而且还可以为制作新动脉的策略，这可能证明冠状动脉难以治疗冠状动脉动脉疾病。

这种理解的关键在于DLL4，其中最早的已知基因是动脉形成的一种。事实上，科学家们目前使用DLL4作为标记，以确定哪些细胞会生长和区分动脉，并且不会。DLL4通过与另一种蛋白质称为缺口的蛋白质 - 这反过来促进动脉形成。

但在这个过程中还有第三个参与者:Vegf。它是由胚胎细胞分泌的，其中包括激活Dll4。但Dll4、Notch和Vegf是如何协同工作，将早期胚胎细胞转化为形成动脉的细胞的，这一直困扰着研究人员。

“我们知道Dll4被激活时，会引导动脉的形成，但无法确定它最初是如何被激活的，”布鲁诺博士说。他同时也是加州大学旧金山分校(University of California, San Francisco)的儿科教授，格莱斯顿隶属于该大学。ob体育开户网址“在这里，我们已经绘制了Dll4激活之前的一系列步骤，并为动脉的形成奠定了基础——将光投射到一个所谓的‘黑盒子’中胚胎发育”。

在这项研究中，研究小组深入研究了小鼠和斑马鱼胚胎的细胞核——这是两种重要的胚胎发育动物模型——以确定Dll4基因是如何启动的。他们使用复杂的分子生物学方法，以及从动物模型中删除特定基因的实验，来填补从Vegf信号传导到Dll4激活的步骤。他们的发现令人惊讶。

“Vegf触发信号级联，最终激活一组称为丝裂原活化蛋白激酶(MAPKs)的蛋白质，”该论文的第一作者、格莱斯顿研究员约书亚·威斯博士说。“这反过来又激活了另一组蛋白质，称为ETS转录因子，正是这种信号中转——从Vegf到MAPKs再到ETS因子——开启了维持Dll4的活性，帮助动脉细胞生长并随着时间的推移获得细胞特性。”

在生物学中，信号级联是一系列帮助细胞放大特定信号的连锁反应，就像多米诺骨牌效应。在这里，研究团队确定Vegf是第一个多米诺骨牌，然后是激活MAPKs，然后是ETS因子等。

“有趣的是，ETS因子不具体到即时动脉细胞，而是他们在整个胚胎中存在，”Jason Fish，Phd，一位前格拉达博士博士博士（Jason Fish）解释说，这是一个合作的多伦多大学与格拉德斯通团队。“相反，VEGF信令级联仅警告DLL4的领域内的那些Mapk和ETS因子 - 确保只有正确的细胞增长并随着时间的推移而区分动脉。”

这项研究很重要，不仅因为它揭示了Vegf和Dll4之间的分子联系，还因为它展示了这样的信号级联是如何引导基因——在整个胚胎中通常是活跃的——只在特定的细胞类型中执行任务的。

布鲁诺博士说:“未来我们将改进我们的方法，看看这种信号级联是否能调控发育中的胚胎中的其他动脉基因。”“我们希望这项研究能够帮助临床医生了解先天性缺陷的形成和维持动脉和静脉，也可能产生新的策略，可以哄骗发展动脉来自干细胞——这可能被证明对治疗有用冠状动脉疾病”。

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