我国科研团队绘制小鼠胚胎血管发育"时空地图" 揭示器官血管分化机制为心脑血管疾病防治提供新思路

在生命科学领域,器官血管形成的奥秘一直是未解之谜。

长期以来,血管内皮细胞被视为功能相似的"通用部件",学界对血管发育的研究多集中于单一器官内部。

然而,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等机构的科研团队,通过历时数年的系统研究,成功破解了这一科学难题。

研究团队采用单细胞测序等先进技术,以半天为时间分辨率,完整记录了小鼠胚胎从第7天至出生前26个时间点的血管发育过程。

这项被形象称为"胚胎血管发育高清纪录片"的研究,首次发现在胚胎发育中期(约E9.0-E13.5),原本相同的血管内皮前体细胞会依据所处器官的不同,分化出心脏、大脑、肺脏等器官特异的血管类型。

值得注意的是,研究揭示了三个关键科学规律:一是证实血管内皮细胞在胚胎早期就已具备器官特异性;二是发现人与小鼠在肺血管发育上存在显著基因表达差异,提示人类发育研究需立足自身数据;三是鉴定出调控肺血管形成的核心基因Casz1,该基因如同"总工程师"般精确指挥着肺毛细血管网络的构建。

这项基础研究的突破性意义体现在多个层面。

从理论角度看,它填补了发育生物学领域的重要空白,为理解细胞命运决定机制提供了新视角。

从医学应用看,该成果解释了为何心梗、脑梗等疾病具有器官特异性,并为开发靶向治疗策略绘制了"分子地图"。

研究还发现,肺血管通过分泌FGF1等信号分子与周围组织沟通,这一发现为肺损伤修复提供了潜在干预靶点。

中国科学院广州生物医药与健康研究院陈奇研究员指出,本次绘制的小鼠细胞"导航图"将成为研究人类细胞谱系的重要参照。

随着国家细胞谱系大科学设施的推进,这项研究积累的技术方法和理论认识,将为解析人类发育规律奠定基础。

从“血管是否先天不同”这一基础命题出发,研究以系统化的时空图谱将器官血管差异的形成窗口、跨物种差异的关键环节以及可验证的核心调控因子串联起来。

它提示人们:生命早期的微观分工,可能决定了疾病易感与治疗响应的宏观差别。

面向未来,随着人类细胞谱系与器官微环境研究的深入,“读懂血管的器官语言”或将成为精准医学与再生医学从概念走向可用方案的重要一步。