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重庆大学王贵学教授团队在自然指数期刊PLoS Genetics上发表斑马鱼血管重塑的血流动力学调控最新研究成果

日期 : 2021-08-20
摘要
重庆大学生物工程学院王贵学教授团队利用斑马鱼模式生物研究心血管重塑过程中的力学调控机制,发现了血流动力学诱导的血管修剪在斑马鱼尾部静脉毛细血管丛重塑为大血管过程中扮演了关键的作用,并且进一步揭示了血流动力学-klf6a-tagln2信号轴调控尾部静脉血管修剪的机制。

重庆大学生物工程学院王贵学教授团队利用斑马鱼模式生物研究心血管重塑过程中的力学调控机制,发现了血流动力学诱导的血管修剪在斑马鱼尾部静脉毛细血管丛重塑为大血管过程中扮演了关键的作用,并且进一步揭示了血流动力学-klf6a-tagln2信号轴调控尾部静脉血管修剪的机制。该成果2021年7月28日在自然指数期刊PLoS Genetics上发表。

原始的血管网络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扮演了关键的作用,包括血流动力学诱导内皮细胞的迁移和极性,以及细胞骨架的重排等。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。探索在血管修剪中血流动力学的作用及其分子机制,将为深入认识血管重构障碍引起的血管疾病提供理论基础。

在本研究中,作者利用转基因斑马鱼技术结合显微成像观察到斑马鱼胚胎的尾静脉丛的腹侧毛细血管重塑为尾部静脉大血管的过程是一个血流动力学诱导的血管修剪过程。通过实时动态监测斑马鱼尾部静脉血管的修剪以及血流速度的动态变化发现: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(图1)。进一步发现力学-klf6a-tagln2信号轴通过促进内皮细胞迁移和细胞骨架的重构来调控斑马鱼尾部静脉丛的修剪。

王贵学为该论文通讯作者,副研究员王业启为该论文的共同通讯作者。博士生文霖、博士后张涛、博士生王瑾瑄为该论文第一作者。本研究得到清华大学孟安明院士、加洲大学洛杉矶分校Shuo Lin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。

王贵学团队依托重庆大学生物流变科学与技术教育部重点实验室和血管植入物开发国地联合工程实验室等平台,长期聚焦在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等领域的研究。 近五年来,王贵学团队与国内外合作研究在神经血管耦合、血管生物力学与组织修复材料、动脉粥样硬化性心血管病的纳米药物治疗等领域取得突破,先后在《Nature Neuroscience》、《Advanced Science》、《Bioactive Materials》、 《Journal of Biomechanics》等国际高水平期刊发表研究论文120多篇,创新成果得到了英国剑桥大学、伦敦国王学院、瑞士苏黎世大学、美国斯坦福大学、哈佛大学、麻省理工学院以及国内北京大学、浙江大学、澳门大学等单位多名教授的认可与引用,王贵学教授连续入选2019年和2020年爱思唯尔中国高被引学者榜单(生物医学工程领域)。

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。 

图片1.png

血管修剪过程中两分支血管的不同血流速度和内皮细胞重排


原文信息:

Wen L, Zhang T, Wang J, Jin X, Rouf MA, Luo D, Zhu Y, Lei D, Gregersen H, Wang Y, Wang G. The blood flow-klf6a-tagln2 axis drives vessel pruning in zebrafish by regulating endothelial cell rearrangement and actin cytoskeleton dynamics. PLoS Genet. 2021 Jul 28;17(7):e1009690. doi: 10.1371/journal.pgen.1009690. 


原文链接:

https://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1009690


杨骄阳 责任编辑 生物工程学院