2020年11月20日，上?？萍即髮W(xué)張輝團(tuán)隊(duì)在Cell Research 在線發(fā)表題為“Overexpression of Kdr in adult endocardium induces endocardial neovascularization and improves heart function after myocardial infarction”的研究論文，該研究發(fā)現(xiàn)在成年心臟的心內(nèi)膜細(xì)胞中過(guò)表達(dá)Kdr基因，可以促進(jìn)心內(nèi)膜細(xì)胞生成冠狀血管；心肌梗死后心內(nèi)膜轉(zhuǎn)變?yōu)楣跔钛?，可以降低心肌?xì)胞的凋亡，減少心臟纖維化，改善心功能。該發(fā)現(xiàn)對(duì)心肌梗死的治療具有重要意義。
南模生物為該研究構(gòu)建了H11-LSL-Kdr-mCherry小鼠模型。
冠狀動(dòng)脈疾病是全世界死亡率和發(fā)病率的主要原因。血液流向心肌受阻會(huì)導(dǎo)致心臟缺血和心肌梗塞（MI）。在MI期間會(huì)誘發(fā)許多血管生成因子，但這些因子目前在臨床上也不能很好地促進(jìn)心?；颊弋a(chǎn)生新的冠狀血管，并且具有很大副作用。找到促進(jìn)冠狀血管形成的新方法將有助于心肌梗死的臨床治療。
據(jù)報(bào)道在胎兒和新生兒階段，心室自由壁和隔膜中的冠狀血管內(nèi)皮細(xì)胞很大一部分是由心內(nèi)膜發(fā)育而來(lái)的。然而，成年心內(nèi)膜僅能在體內(nèi)平衡或受傷等情況下會(huì)分化成冠狀血管內(nèi)皮細(xì)胞。尋找促進(jìn)成年心內(nèi)膜新生血管的新方法可提供重要的臨床見解，為開發(fā)潛在的治療缺血性心臟病的新技術(shù)提供重要理論依據(jù)。血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）及其受體（VEGFRs）已顯示在血管生成中起重要作用。該研究探索了VEGFR2（也稱為KDR）在不同發(fā)育階段的心內(nèi)膜中的表達(dá)（Fig.1）。該研究發(fā)現(xiàn)在胚胎第13.5天（E13.5），E16.5和出生后第1天（P1）的心內(nèi)膜中可以檢測(cè)到KDR，心內(nèi)膜KDR的表達(dá)從E13.5開始逐漸降低。并且，在P7或成年期的心內(nèi)膜中已經(jīng)檢測(cè)不到明顯的KDR表達(dá)。考慮到成年心內(nèi)膜中KDR表達(dá)的降低，并且心內(nèi)膜喪失了新生血管形成能力，研究人員推測(cè)成年心內(nèi)膜中的KDR再次引入可能會(huì)重新激活其血管生成的發(fā)育程序并促進(jìn)MI后的新生血管形成。
Fig.1 KDR expression in endocardium at different developmental stages.
為了在成年心內(nèi)膜中特異性表達(dá)KDR并同時(shí)追蹤心內(nèi)膜細(xì)胞，該研究通過(guò)插入CAG啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的表達(dá)盒產(chǎn)生了條件性過(guò)表達(dá)小鼠H11-LSL-Kdr-mCherry，將loxp-stop-loxp-Kdr-2A-mCherry插入位于Eif4enif1和Drg1基因間區(qū)域內(nèi)的Hipp11（H11）位點(diǎn)中（Fig.2）。將H11-LSL-Kdr-mCherry小鼠與特異心內(nèi)膜Cre驅(qū)動(dòng)的Npr3-CreER小鼠雜交，在出生后8周用他莫昔芬處理了Npr3-CreER；H11-LSL-Kdr-mCherry小鼠，并在48 h后收集心臟進(jìn)行分析。對(duì)KDR，mCherry和CDH5進(jìn)行的免疫染色結(jié)果顯示，在心內(nèi)膜中可以檢測(cè)到KDR和mCherry，這表明在成年Npr3-CreER；H11-LSL-Kdr-mCherry的小鼠心內(nèi)膜中成功表達(dá)了KDR（Fig.2）。
Fig.2 Adult endocardium with Kdr-overexpression generates coronary VECs in homeostasis and post-MI.
接下來(lái)，該研究檢查了心臟動(dòng)態(tài)平衡期間表達(dá)Kdr的心內(nèi)膜的細(xì)胞命運(yùn)。在Npr3-CreER；H11-LSL-Kdr-mCherry小鼠第8周進(jìn)行他莫昔芬給藥，第9周時(shí)未檢測(cè)出mCherry標(biāo)記的冠狀血管內(nèi)皮細(xì)胞；第18周時(shí)僅在心肌中檢測(cè)到mCherry標(biāo)記的稀疏的冠狀血管內(nèi)皮細(xì)胞；半年后在心肌自由壁的內(nèi)層中已經(jīng)可以發(fā)現(xiàn)一群標(biāo)有mCherry的冠狀血管內(nèi)皮細(xì)胞?？偟膩?lái)說(shuō)，長(zhǎng)時(shí)間心內(nèi)膜過(guò)表達(dá)Kdr在心臟動(dòng)態(tài)平衡期間有助于冠狀血管內(nèi)皮細(xì)胞的形成。為了研究在MI期間過(guò)表達(dá)Kdr的心內(nèi)膜是否有助于新的冠狀動(dòng)脈血管內(nèi)皮細(xì)胞形成，研究人員進(jìn)行了天狼星紅染色檢查MI后的心臟纖維化，發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比，心內(nèi)膜過(guò)表達(dá)Kdr明顯降低了纖維化面積。同時(shí)，在過(guò)表達(dá)Kdr小鼠心臟的梗塞區(qū)域中內(nèi)皮密度增加，心肌細(xì)胞凋亡減少。因此，成年心內(nèi)膜中Kdr的過(guò)表達(dá)減少了心肌纖維化和心肌細(xì)胞凋亡，增加了血管密度，并改善了MI后的心臟功能。總之，該研究工作表明，心內(nèi)膜過(guò)表達(dá)Kdr可以在心臟穩(wěn)態(tài)和MI后將成年心內(nèi)膜轉(zhuǎn)化為冠狀血管，從而改善缺血后的心臟功能。本研究發(fā)現(xiàn)了治療心肌梗死的新的潛在策略，也為未來(lái)研究提出了新的方向：研發(fā)高效的特異性針對(duì)心內(nèi)膜細(xì)胞實(shí)現(xiàn)藥物遞送的載體材料（如病毒載體等）促進(jìn)血管新生是實(shí)現(xiàn)向臨床轉(zhuǎn)化的重要方法。
https://www.nature.com/articles/s41422-020-00436-y
