中国科学院广州生物医药与健康研究院联合华南理工大学、广州实验室还有西湖大学,把在胚胎发育过程中的血管内皮细胞给研究透了,在《细胞》上发布了大成果。他们用了26个时间点和8个主要器官的数据,画出了第一张血管内皮细胞的“时空地图”。这下子就知道,胚胎发育到中期的时候(大概是E9.0到E13.5之间),血管的内皮细胞就开始往不同的方向分化了。像是接受了不同的“岗位培训”,就像学习了器官的“方言”,最后形成了心、脑、肺、肝这些器官特有的血管。为了弄清楚这个过程,研究人员简直是给胚胎血管发育拍了一部“高清记录电影”,半天拍一张照片,一直拍到了小鼠出生前。 研究发现了几个重要规律。第一个规律是,大约E9.0到E13.5这个阶段是血管分道扬镳的关键时间窗口。原本一样的血管内皮前体细胞,会表达不同的基因和信号通路,变成不同器官特有的类型。第二个规律是人和老鼠的发育模式不一样,虽然肺血管的发育路径和关键时间点差不多,但高达70%的基因活动节奏完全不同。第三个规律是找到了肺血管的“总工程师”——Casz1基因。这个基因在人和小鼠的肺血管内皮中都特别活跃,控制着肺血管网络的精细构建。如果在细胞里敲除这个基因,肺血管就长不好了。 Casz1这个基因就像个“总工程师”,直接结合DNA来指挥其他基因工作。华南理工大学的陈奇教授说:“这次我们先画好了小鼠细胞的导航图,这能为接下来做人体细胞谱系研究打下基础。”他还说:“这种基础研究以后用处可大了,能帮我们理解心脑血管疾病为什么会有特异性,还能指导器官再生和药物研发。比如我们发现肺血管分泌的FGF1能跟周围组织沟通,这就给修复受损的肺或肝提供了新靶点。”