新血管形成的“守门员”

“Merlin”是新血管形成的守门员。Merlin抑制VEGFR2的内化，这对“尖”内皮细胞的形成很重要。

　　

发芽血管生成是指新生芽从已有的血管中形成的过程。新生血管形成的关键生物学过程涉及“尖”和“柄”内皮细胞(ECs)的形成平衡。这是一个称为尖柄规范的过程。顶端上皮细胞具有高度的活力，具有许多长而动态的丝足，而柄上皮细胞具有高度的增殖能力，丝足较少。这些功能不同的尖端和柄细胞协调成一个分支的血管网络，以发芽血管生成。

从形态上看，诱导尖ECs是萌发血管生成的首要步骤。尖ECs的形成是由血管内皮生长因子(VEGF)-A(以下简称VEGF)信号通路诱导的。分子上，VEGFR2信号的细胞内激活是由配体诱导的，网格蛋白依赖的VEGFR2内化启动的。长期以来，科学家们一直很好奇，一个特定的EC是如何比它的邻居拥有更高的VEGFR2信号活性，从而注定成为芽期血管生成过程中的尖ECs。

在BAE Jung Hyun博士和KOH Gou Young教授的带领下，韩国Daejeon基础科学研究所(IBS)血管研究中心的研究人员发现，一种名为Merlin的蛋白质在芽状血管生成期间通过调节细胞内VEGFR2下游信号传导对尖ECs诱导必不可少。

Merlin是由神经纤维瘤病2型基因NF2编码的，很长一段时间以来一直被认为是一种肿瘤抑制因子。它广泛表达于各种类型的细胞中，作为一种膜相关蛋白，在膜受体信号转导中以细胞密度依赖性的方式起守门作用。然而，目前还没有研究过内皮Merlin是否在新生血管形成中至关重要，以及具体来说，哪些细胞内信号是由内皮Merlin调节的。

研究表明，环境中EC的密度是关键因素。比较Merlin在低培养密度和高培养密度下在细胞中的定位和密度，发现高密度培养下的Merlin能更好地与VEGFR2形成复合物。研究人员表明，这是由于VE-cadherin(一种细胞间连接蛋白)的存在，是Merlin和VEGFR2相互形成复合物所必需的。这种Merlin-VEGFR2复合物的形成抑制了VEGFR2的内化，从而抑制了该通路。相比之下，Merlin在低密度ECs环境中，相对较低的VE-cadherin密度允许VEGFR2信号和ERK激活，这导致尖ECs的诱导。

研究人员通过研究正常形态的Merlin、非活性磷酸化形式——pMerlin (S518)，丝氨酸518磷酸化Merlin的简称——和一种不能被磷酸化的变体，研究了细胞密度对Merlin-VEGFR2 复合物形成的重要性。结果表明，在密集培养中，Merlin与VEGFR2和VE-cadherin相互作用，其中pMerlin (S518)水平较低，而在稀疏培养中，Merlin与VEGFR2和VE-cadherin相互作用，而在培养的ec中pMerlin (S518)水平较高。因此，Merlin和VEGFR2之间的相互作用依赖于受细胞密度调节的pMerlin (S518)。

“Merlin在EC中的作用填补了血管生成萌芽的缺失部分。发芽的血管生成应该通过Merlin协调平衡的促进和抑制信号，”第一作者BAE Jung Hyun解释说。

研究人员进一步证明，Merlin还通过抑制正常组织和肿瘤成体血管不必要的丝状足形成和发芽，在维持毛细血管完整性和正常血管生成方面发挥守门作用。当Merlin在EC中被耗尽时，研究人员发现肿瘤模型中形成了过量的无功能血管，增强了肿瘤坏死，减少了肿瘤生长。与正常小鼠相比，植入人类肺癌的Merlin缺陷小鼠在3周后肿瘤生长显著减少了80.6%。同样，与野生型小鼠相比，Merlin缺失小鼠的甲状腺和小肠成年血管中丝状足的数量增加。

血管研究中心主任KOH Gou Young总结道:“我们的研究表明，Merlin主要定位于血管内皮细胞的细胞膜，与VEGFR2和VE-cadherin相互作用，并通过抑制VEGFR2内化在VEGFR2胞内下游信号传导中发挥负作用。因此，在出生后的发育过程中，内皮Merlin可以被视为在视网膜芽状血管生成中诱导尖ECs的把关调节器，在成熟和建立的成人毛细血管内皮中形成丝状足和芽，以及在肿瘤血管中形成尖细胞和适当的肿瘤血管。”

Jung Hyun Bae, Myung Jin Yang, Seung-hwan Jeong, JungMo Kim, Seon Pyo Hong, Jin Woo Kim, Yoo Hyung Kim, Gou Young Koh. Gatekeeping role of            Nf2            /Merlin in vascular tip EC induction through suppression of VEGFR2 internalization. Science Advances, 2022; 8 (23) DOI: 10.1126/sciadv.abn2611