上海生科院利用譜系示蹤技術發現肝臟血管新起源

　　3月29日，國際學術期刊Nature Genetics（《自然-遺傳學》）以Article的形式在線發表了中國科學院上海生命科學研究院營養科學研究所周斌研究組的最新研究成果“Genetic lineage tracing identifies endocardial origin of liver vasculature”。該研究利用遺傳示蹤技術并結合組織特異性基因敲除技術，發現部分肝臟血管在胚胎發育期起源于心臟中的心內膜細胞，并揭示VEGFA/VEGFR2信號通路參與調控肝臟血管的生成和肝臟的器官生長，為血管細胞譜系的建立與發育調控研究提供了新的視角和思路。

　　肝臟血管對于肝臟正常功能的維持以及損傷后肝臟的再生具有重要作用。肝臟發育過程中，血管不僅可以為肝臟提供氧氣和營養，還可以為肝臟的發生發育以及造血干細胞的發育提供微環境。理解發育過程中肝臟血管的起源及形成機制，可以為治療肝臟疾病中的血管再生以及肝臟再生提供新的策略及思路。

　　研究人員利用能夠特異性標記心臟心內膜的多種工具小鼠開展譜系示蹤實驗，發現胚胎發育早期的心內膜細胞可以遷移至肝芽部位，形成包繞肝芽的原始血管叢，這些血管叢對于肝臟的發生發育具有重要的調控作用。隨著肝臟的進一步發育，原始血管叢逐漸發育成熟并貢獻為成體肝臟中的血管，包括中央靜脈、靜脈竇、門靜脈和肝動脈。有意思的是，這些心內膜來源的血管內皮細胞還可以進一步轉分化為部分淋巴管內皮細胞。研究人員還發現在肝臟部分切除后的肝臟再生過程中，心內膜來源的血管內皮細胞也參與了血管再生。已有研究發現靜脈竇也是心臟冠狀動脈的起源，而在該研究中，周斌組首次提出肝臟血管和心臟冠狀血管存在共同的起源——靜脈竇心內膜。

　　VEGF/VEGFR信號通路可以調控血管內皮細胞的增殖、遷移、存活和通透性等，對于血管新生具有重要作用。VEGFR家族包含3種亞型，即VEGFR1（Flt1）、VEGFR2（KDR/Flk1）和VEGFR3（Flt4），其中VEGFR2主要分布在血管內皮細胞中。VEGF對于血管的調控作用主要是通過結合和激活VEGFR2來實現的。該研究通過RNA原位雜交實驗發現，在肝芽發生發育的過程中，肝細胞高表達VEGFA。利用免疫熒光染色實驗發現心內膜細胞高表達VEGFR2。由此推測，肝細胞和心內膜細胞之間可能通過VEGF/VEGFR2信號通路存在互作。為探究VEGFA/VEGFR2信號通路在肝臟血管起源中所發揮的作用機制，研究人員利用組織特異性Cre在心內膜細胞中敲除VEGFR2基因，發現肝臟中心內膜來源的血管數量顯著減少，肝臟發育出現異常，突變體的肝臟大小只有正常組的四分之一左右。因此，VEGFA/VEGFR2信號通路可能通過調控心內膜來源的肝臟血管的形成來調控肝臟的發生與發育。

　　該課題由博士后張輝在研究員周斌的指導下完成。該工作得到了中科院、國家科技部、基金委、中組部、上海市科委等經費支持。

　　圖：部分肝臟血管起源于心內膜。E10.5胚胎大體標本，紅色標記是心內膜，在心臟和肝臟中可以檢測到心內膜來源的細胞。