血管遍布人體，確保我們的器官獲得所需的所有營養(yǎng)和氧氣。如果這些精細編織的網(wǎng)絡停止正常工作，我們就有患上疾病的風險。雖然與年齡相關的心血管疾病經常導致血管萎縮，但惡性腫瘤的特征是錯誤的血管過度生長。濕性黃斑變性也與新血管在錯誤位置發(fā)芽有關。在最壞的情況下，這種情況會導致失明。

血管必須使其生長適應周圍環(huán)境中可用的營養(yǎng)物質，以便它們能夠保持器官的充足供應。由 Michael Potente 領導的一個團隊已經確定了兩種對這一過程很重要的蛋白質。他們在 Nature Metabolism （自然·代謝） 上發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)。

Potente 是柏林衛(wèi)生研究所 (Charité， BIH) 的轉化血管生物醫(yī)學教授，也是亥姆霍茲協(xié)會(MDC) Max Delbrück 分子醫(yī)學中心的客座研究員。Potente指出：為了幫助我們開發(fā)針對這類疾病的靶向療法，我們想找出新血管生長的確切情況——一個被稱為血管生成的過程——是如何在體內被調節(jié)的。

Potente 的血管生成和代謝實驗室是柏林轉化血管生物醫(yī)學中心的一部分，該中心是一個跨學科設施，是 BIH、Charité-Universit?tsmedizin Berlin 和 MDC 的聯(lián)合重點領域。

Potente 和他的國際團隊現(xiàn)在已經取得了一些重要進展：研究人員在 Nature Metabolism 的論文中寫道，兩種名為 YAP 和 TAZ 的蛋白質在使血管發(fā)芽方面發(fā)揮著至關重要的作用，即使在具有挑戰(zhàn)性的代謝條件下也是如此。

這些蛋白質是 Hippo 信號通路的一部分，它調節(jié)幾乎所有生物的器官生長和大小。如果這兩種分子在血管內壁的細胞——內皮細胞中是活躍的——它們會讀取導致某些表面轉運蛋白生長增加的基因。這些允許血管細胞吸收更多對生長和細胞分裂很重要的營養(yǎng)物質。YAP 和 TAZ 都以類似的方式發(fā)揮作用，因此充當了一種開門器。

研究者指出：這種增加的營養(yǎng)吸收導致另一種蛋白質的激活，稱為 mTOR。mTOR 是細胞中觸發(fā)生長和細胞分裂的重要控制點。這使得新的血管網(wǎng)絡得以擴展。然而，該團隊還不知道哪些信號調節(jié)內皮細胞中 YAP 和 TAZ 的活性。

血管內壁的細胞——內皮細胞(藍綠色/白色)——遷移到周圍的組織中，在那里形成新的連接。

該研究的主要作者是德國西部巴德瑙海姆 Max Planck 心肺研究所的 Yu Ting Ong 博士。參與該報告的還有 MDC 綜合血管生物學實驗室的負責人 Holger Gerhardt 教授。他們共同發(fā)現(xiàn)了一種機制，使血管的生長與周圍環(huán)境密切相關。如果該過程所需的代謝資源不存在，該機制會阻止內皮細胞分裂。

研究結果基于小鼠實驗。小鼠視網(wǎng)膜是研究血管發(fā)育的理想模型。使用轉基因小鼠系，研究團隊展示了不產生 YAP 和 TAZ 的內皮細胞幾乎不會分裂，這抑制了小鼠血管的生長。TAZ 蛋白在這個過程中起著特別重要的作用，而 YAP 是大多數(shù)其他類型細胞的決定性因素。

研究者指出：由于新血管經常在血液供應不足的組織中形成，內皮細胞必須能夠在最具挑戰(zhàn)性的代謝條件下生長。這就是為什么這些細胞擁有能夠識別細胞外環(huán)境細微變化并對其做出反應的分子機制如此重要的原因。

目前團隊還想一起研究他們在組織發(fā)育過程中描述的機制在多大程度上也參與了嚴重依賴血管的再生和修復過程。團隊主要感興趣的，是找出該信號通路中的故障是否以及如何導致人類血管疾病，如果相關的話。