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重庆大学王贵学组揭示力学响应因子klf6a调控斑马鱼尾部血管重塑的机制

作者:luojiao 发布时间:2021/8/6 11:23:12
编辑 | 熊 凤 

血管修剪是血管生理发育和病理发生发展的关键过程。原始的血管丛通过血管新生形成,随后经历血管修剪等过程形成具有功能和分支的的血管网络结构。血流动力学诱导的内皮细胞重排在血管修剪中起着重要的作用,包括内皮细胞的迁移和极性,以及细胞骨架的运动等。血流动力学诱导的血管重构功能障碍通常会导致动静脉畸形。目前,血流动力学在血管修剪中的作用和分子机制并不清楚。因此探索在血管修剪中血流动力学的作用及其分子机制,为血管重构障碍引起的血管疾病提供了理论基础。

2021年7月28日,重庆大学生物工程学院王贵学教授、王业启副教授团队以斑马鱼为动物模型的研究论文“The blood flow-klf6a-tagln2 axis drives vessel pruning in zebrafish by regulating endothelial cell rearrangement and actin cytoskeleton dynamics”在自然指数期刊PLoS Genetics上发表。该成果为血管生物力学在调控血管生理发育过程中的机制提供了新的见解。


在本研究中,作者发现斑马鱼胚胎的尾静脉丛的腹侧毛细血管重塑为尾部静脉血管涉及到内皮细胞重排参与的血管修剪。在尾部静脉血管修剪模型中,作者通过实时成像观察发现两根临近的血管中存在血流动力学差异,血流速度大的血管被保留,相反,血流速度小的血管最终被修剪。进一步研究发现血管修剪涉及内皮细胞核逆血流运动,细胞质的回缩以及细胞骨架的重排。进一步发现力学响应因子klf6a-tagln2通过促进内皮细胞重排和细胞骨架的重构来调控斑马鱼尾部静脉丛的修剪。该团队发现的血流动力学诱导的尾部静脉血管修剪模型,是一个研究血管生物力学和筛选血管重塑相关疾病潜在基因的理想模型。


图1 血管修剪过程中两分支血管的内皮细胞重排和不同的血流速度

王贵学教授长期聚焦于动脉粥样硬化性心脑血管生物力学、力学发育生物学和血管组织损伤修复领域的研究,并且担任重庆大学生物流变科学与技术教育部重点实验室主任。近5年来,王贵学教授团队先后在Nature Neuroscience, Advanced Science, Journal of Biomechanics等国际高水平期刊系列报道了与国内外合作研究在神经血管耦合、血流动力学、动脉粥样硬化性心脑血管病等领域的研究成果。在此基础上,王贵学教授于2019年和2020年两次入选爱思唯尔中国高被引学者。

重庆大学生物工程学院王贵学教授、王业启副教授为该论文通讯作者,文霖博士生、张涛博士后、王瑾瑄博士生为该论文第一作者。本研究得到清华大学孟安明教授、加州大学林硕教授、中科院动物所刘峰研究员、中山大学鞠戎教授和南京歆佳医药科技有限公司的大力支持和帮助。本研究获国家自然科学基金重点项目(12032007)、面上项目(11572064,31771599)和重庆市自然科学基金项目(cstc2020jcyj-bsh0024)等资助。
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