? ? ? ? ?近日，中國科學(xué)院分子細胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員曾藝與研究員景乃禾研究團隊合作以Embryonic vascular establishment requires protein C receptor-expressing endothelial progenitors為題在Development上在線發(fā)表研究成果。該研究發(fā)現(xiàn)胚胎發(fā)育中血管內(nèi)皮祖細胞的身份屬性，更新了血管形成以及循環(huán)系統(tǒng)建立的現(xiàn)有認知，同時也更正了先前報道的蛋白C受體（Procr）在胚胎表達的起始時間。同時，該研究提供體內(nèi)證據(jù)來支持內(nèi)皮祖細胞產(chǎn)生造血干細胞（生血內(nèi)皮細胞）的假設(shè)。這些發(fā)現(xiàn)為血管內(nèi)皮祖細胞的探究提供了分子線索，推進了人們對血管形態(tài)發(fā)生和造血內(nèi)皮細胞到造血細胞轉(zhuǎn)化的認知。

　　血管生長和重塑是一個持續(xù)發(fā)生的生理事件，它伴隨了所有組織的發(fā)育、自穩(wěn)態(tài)維持，為其輸送所需的氧氣和營養(yǎng)，對生物體內(nèi)各組織的功能維持起著至關(guān)重要的作用。血管系統(tǒng)是胚胎期最早形成的器官之一。然而，胚胎中血管內(nèi)皮祖細胞的身份屬性尚未清楚。曾藝團隊前期的研究揭示了成體血管內(nèi)皮干細胞的特異性蛋白標記物Procr（Cell Research 2016）。為了探究Procr+內(nèi)皮細胞是否同樣存在于胚胎發(fā)育早期，團隊利用了Procr^mGFP-2A-LacZ報告小鼠模型，通過全胚胎染色，結(jié)合胚胎原位雜交、空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的分析，展示了胚胎期Procr蛋白表達的起始時間為原腸期的E7.25。這一發(fā)現(xiàn)更新了先前研究認為“Procr最早表達在E13.5主血管”的觀點。通過譜系示蹤實驗，團隊檢驗了Procr+ 內(nèi)皮祖細胞的特性，發(fā)現(xiàn)其子代細胞形成的血管網(wǎng)絡(luò)遍布胚胎的各個組織器官，也貢獻于胚外的卵黃囊和胎盤組織中的血管。隨后團隊對初期血管（8.0-E8.5）、成熟血管（E10.5）以及譜系示蹤被標記的Procr+ 細胞的子代細胞進行了單細胞轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)：位于血管細胞分化譜系頂端的細胞亞群（內(nèi)皮祖細胞群）高表達Procr；以內(nèi)皮祖細胞群為啟始的分化路徑分別分化出內(nèi)皮細胞和血液細胞的譜系分支，提示Procr+ 內(nèi)皮祖細胞可能貢獻于血液細胞的產(chǎn)生。這一發(fā)現(xiàn)也被Procr-CreER介導(dǎo)的細胞譜系示蹤實驗進一步驗證。研究團隊發(fā)現(xiàn)在發(fā)育早期特異性殺傷Procr+ 祖細胞導(dǎo)致嚴重的胚胎、卵黃囊以及胎盤組織血管發(fā)育缺陷、胚胎死亡，這表明Procr+ 內(nèi)皮祖細胞對于早期胚胎血管系統(tǒng)的建立不可或缺。該研究發(fā)現(xiàn)了胚胎內(nèi)皮祖細胞的身份和分子標記，為進一步了解胚胎早期血管發(fā)育機理及研究造血內(nèi)皮細胞的轉(zhuǎn)變和分化提供了新的線索。

相關(guān)研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委員會、科學(xué)技術(shù)部、中科院青年創(chuàng)新促進會的資金支持。

論文鏈接

　　左一：胚胎期E8.5天血管形成期間Procr的表達（藍色標記）；左二：胚胎期E12.5天由Procr+ 祖細胞及后代形成的血管網(wǎng)絡(luò)（紅色熒光標記）；右二：發(fā)育路徑分析展示Procr+祖細胞分化為成熟的內(nèi)皮和血液細胞；右一：Procr+祖細胞的敲除阻礙血管、血液的形成，嚴重影響胚胎的正常發(fā)育。

來源： 分子細胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心