周斌研究組揭示成體Sca1+內皮祖細胞的分化潛能

　　近日，Cell Discovery在線發表了中國科學院分子細胞科學卓越創新中心（生物化學與細胞生物學研究所）周斌研究組的最新研究成果（Sca1 marks a reserve endothelial progenitor population that preferentially expand after injury）。該研究發現Sca1+血管內皮祖細胞在疾病狀態下形成更多血管內皮細胞的潛能，明確了Sca1+內皮祖細胞在心血管疾病模型中的作用，為臨床應用研究奠定了重要的理論基礎。

　　血管結構和功能的改變會引起血管壁彈性下降、管腔狹窄等病理改變，從而引起冠心病、高血壓等心血管疾病。血管內皮細胞是構成血管壁組織及維持血管張力的重要細胞成分，它的正常更新對維持組織穩態和損傷修復具有重要意義。因此，揭示血管內皮細胞的異質性可以為血管疾病的預防和靶向治療提供重要的理論基礎。前期研究表明，Sca1+心臟干細胞不能轉分化成心肌細胞，而Sca1+PDGFRa+的血管干細胞在嚴重損傷模型下可以轉分化為血管平滑肌細胞。體外細胞和移植實驗表明，Sca1+作為血管干細胞可以通過增殖、分化轉變為血管內皮細胞，但缺乏體內的直接證據。Sca1+內皮祖細胞是否能貢獻到新生內皮細胞有待于進一步研究。

　　為了系統地剖析成體Sca1+內皮祖細胞在正常生理和損傷情況下的命運變化，科研人員建立了特異性標記Sca1+血管內皮細胞的譜系示蹤系統，抗雌激素藥物他莫昔芬（tamoxifen）誘導處理后，檢測發現Sca1-2A-CreER；R26-GFP小鼠可以特異地標記部分血管內皮細胞。利用這個特異性的小鼠，研究人員分別在生理情況、心臟主動脈狹窄誘導纖維化及股動脈損傷模型下檢測了Sca1+內皮祖細胞的分化潛能。對8周Sca1-2A-CreER；R26-GFP小鼠注射tamoxifen，收集注射后12-16周小鼠心臟樣本，檢測發現穩態心臟中Sca1+內皮細胞比率并未發生變化，說明在穩態情況下Sca1+內皮祖細胞與Sca1-內皮細胞有一樣的增殖效率。進一步實驗中，研究人員在tamoxifen誘導的Sca1-2A-CreER；R26-GFP小鼠中分別構建了主動脈縮窄誘導纖維化和股動脈損傷模型，發現相對于Sca1-內皮細胞，Sca1+內皮祖細胞可以貢獻更多血管內皮細胞。結果說明，成體Sca1+內皮祖細胞在損傷應激的情況下具有更強的增殖能力并形成更多的血管內皮細胞的潛能，從而通過血管新生促進組織的損傷修復。

　　研究工作得到中科院、國家自然科學基金委員會、科學技術部、上海市科學技術委員會等的支持，并獲得復旦大學附屬中山醫院及分子細胞卓越中心動物平臺和細胞平臺的支持。

Sca1+內皮祖細胞在主動脈狹窄誘導纖維化模型。（a）以及股動脈損傷模型、（b）中能分化為內皮細胞