腺泡细胞来源的VEGF-A在急性胰腺炎中主导血管重塑与微血管保护的新机制

《Cell Communication and Signaling》：Acinar-derived VEGF-A orchestrates blood vascular remodeling and preserves microvessels during acute pancreatitis

本研究针对急性胰腺炎中血管变化的分子机制不明的问题，开展了关于腺泡细胞来源的VEGF-A在急性胰腺炎血管重塑中作用的研究。通过构建小鼠急性胰腺炎模型及腺泡细胞特异性Vegfa基因敲除模型，研究人员发现胰腺炎伴随显著的血管形态改变、密度增加及通透性升高，并证实腺泡细胞在炎症过程中高表达VEGF-A，尤其是局部作用型异构体。特异性敲除腺泡细胞Vegfa可显著损害血管重塑，减少微血管数量，但不影响免疫细胞浸润、纤维化或腺泡-导管化生。该研究揭示了VEGF-A在维持胰腺炎血管完整性中的关键作用，为理解炎症微环境中血管适应性调控提供了新视角。

　　

急性胰腺炎是一种常见且可能危及生命的胃肠道疾病，其典型特征是胰腺组织的快速炎症反应。在现代社会，西方生活方式显著增加了该病的发病风险，常见诱因包括酒精、胆结石和高甘油三酯血症等。虽然大多数患者在致病因素消除后能够快速康复，但部分患者可能面临严重并发症，如慢性胰腺炎、胰腺功能不全、糖尿病甚至胰腺癌。特别值得注意的是，胰腺炎是胰腺导管腺癌（PDAC）的明确风险因素，而PDAC是胰腺癌中最常见且致死率最高的类型。这凸显了理解急性炎症如何演变为慢性疾病并可能启动肿瘤发生过程的重要性。

急性胰腺炎的初始分子触发点是消化酶的提前激活，导致胰腺自我消化和腺泡细胞死亡。这些事件引发级联炎症反应，深刻重塑胰腺实质组织。目前对急性胰腺炎中血管变化的认识仍停留在形态学描述层面，其潜在的分子机制尚不明确。血管变化是许多炎症疾病的标志性特征，其中血管内皮生长因子A（VEGF-A）在其他组织（如结肠和肺）的炎症过程中发挥关键作用。然而，VEGF-A在急性胰腺炎中的具体功能尚未被探索。

在这项发表于《Cell Communication and Signaling》的研究中，Aaija等人深入研究了急性胰腺炎中的血管变化及其分子机制。研究人员使用雨蛙素诱导的小鼠急性胰腺炎模型，系统分析了血管形态和功能的改变，并重点探讨了腺泡细胞来源的VEGF-A在这一过程中的作用。

研究采用的主要技术方法包括：使用雨蛙素诱导的C57BL/6N小鼠急性胰腺炎模型；通过Ptfla-CreERT2; Vegfa^fl/fl转基因小鼠实现腺泡细胞特异性Vegfa基因敲除；组织学染色（H&E、天狼星红）和免疫荧光染色（标记内皮细胞、上皮细胞、巨噬细胞、成纤维细胞等）；mRNA原位杂交（RNAscope、BaseScope）检测基因表达；RT-qPCR分析基因表达谱；ELISA检测蛋白水平；血管通透性评估（FITC-白蛋白外渗实验）；以及3D成像分析血管网络结构。

急性胰腺炎伴随血液血管重塑

研究人员发现，雨蛙素诱导的急性胰腺炎引起了显著的血管形态学改变。通过内皮粘蛋白（endomucin）免疫荧光标记，他们观察到血管密度增加、形态复杂性改变。具体而言，小而圆的“点状”结构（面积≤80μm²）和扩张的血管结构显著增加，而长形/分支状结构（面积>80μm²，圆形度<0.7）减少。这些变化从第4天开始明显，到第6天达到高峰。

3D成像分析进一步证实了血管密度和厚度的增加。分子水平上，内皮标志物基因（Flt1、Kdr、Cdh5、Pecam1、Sox18、Erg）表达显著上调，约增加16倍，表明内皮细胞处于激活状态。值得注意的是，这些血管变化似乎不依赖于内皮细胞增殖或凋亡，因为Ki-67、磷酸化组蛋白H3（增殖标志物）和cleaved caspase-3（凋亡标志物）染色在内皮细胞中均呈阴性。

急性胰腺炎显示功能异常的血管

功能分析显示，急性胰腺炎伴随血管通透性显著增加。FITC-白蛋白外渗实验表明，在胰腺炎组织中，荧光白蛋白分布区域比对照组扩大6倍，表明白蛋白从血管内大量泄漏到组织间隙。

进一步研究血管通透性增加的机制，研究人员发现血管内皮钙粘蛋白（VE-cadherin）的分布发生改变。在对照组胰腺中，VE-cadherin均匀分布在内皮细胞连接处；而在胰腺炎组织中，VE-cadherin呈现点状细胞内分布，表明内皮细胞连接遭到破坏，这可能是血管通透性增加的结构基础。

急性胰腺炎期间VEGF-A在化生细胞内表达增加

VEGF-A作为血管反应的主要调节因子，在急性胰腺炎中表达显著上调。RT-qPCR分析显示，Vegfa mRNA在胰腺炎组织中表达增加。通过RNAscope原位杂交技术，研究人员确定VEGF-A主要来源于发生腺泡-导管化生（ADM）的腺泡细胞。

有趣的是，不同的VEGF-A剪接异构体表现出不同的表达动力学。保留第6和第7外显子的局部作用型异构体（如VEGF-189和VEGF-206）增加更早且更显著，而缺乏这些外显子的可扩散型异构体（如VEGF-121）增加较晚。这表明VEGF-A可能主要通过局部作用方式在化生细胞附近发挥作用，以适应环境压力。

腺泡特异性Vegfa失活不影响纤维化、炎症和ADM

为了研究腺泡细胞来源的VEGF-A在急性胰腺炎中的具体作用，研究人员构建了腺泡特异性Vegfa敲除小鼠（Ptfla-CreERT2; Vegfa^fl/fl，简称Vegfa^Δac）。通过BaseScope原位杂交和ELISA检测，他们证实了在Vegfa^Δac小鼠的腺泡细胞中Vegfa表达特异性降低。

令人意外的是，腺泡特异性Vegfa失活并不影响胰腺炎的典型特征，包括免疫细胞浸润（F4/80⁺巨噬细胞）、纤维化（vimentin⁺成纤维细胞）或腺泡-导管化生（ADM）。基因表达分析显示，腺泡标志物（Amy2）减少和导管标志物（Krt19）增加的模式在Vegfa^Δac和野生型小鼠中相似。此外，在胰腺炎恢复期（最终雨蛙素注射后5天），两种基因型小鼠都表现出相似的再生能力。

腺泡特异性Vegfa失活影响胰腺炎期间的血管重塑

尽管对炎症和纤维化没有影响，但腺泡特异性Vegfa失活显著改变了血管重塑过程。在Vegfa^Δac小鼠中，胰腺炎诱导的血管密度增加被完全抑制，内皮对象数量恢复到对照水平。

具体而言，点状血管对象的增加在Vegfa^Δac小鼠中完全被阻断，而长形/分支状对象的减少更为明显。扩张的血管结构虽有增加，但幅度低于野生型小鼠。相关性分析显示，总血管对象数量和点状对象数量与VEGF水平呈强相关。这些变化并非由内皮细胞凋亡或增殖改变引起，表明VEGF-A直接影响血管结构的塑造。

研究结论与意义

本研究系统阐述了急性胰腺炎中血管重塑的特征，并揭示了腺泡细胞来源的VEGF-A在这一过程中的关键作用。研究发现，急性胰腺炎伴随显著的血管形态改变，包括点状和扩张血管结构增加，以及长形/分支状结构减少。这些变化与内皮基因表达上调和VE-cadherin分布破坏相关，导致血管通透性增加。

更重要的是，研究首次证明腺泡细胞在胰腺炎过程中高表达VEGF-A，特别是局部作用型异构体。通过特异性基因敲除模型，研究人员发现腺泡来源的VEGF-A对于维持微血管密度、特别是点状血管结构的形成至关重要，但不影响炎症细胞浸润、纤维化或ADM过程。

这一发现具有重要的生物学和临床意义。首先，它阐明了急性胰腺炎中血管适应性反应的新机制，即受损腺泡细胞通过分泌VEGF-A主动参与血管重塑，这可能是一种保护性反应，旨在维持组织灌注和氧合。其次，研究提示腺泡和非腺泡来源的VEGF-A可能具有不同功能，前者主要参与微血管保护，后者可能更多涉及炎症调节。这种功能分工为开发靶向治疗策略提供了新思路。

此外，研究结果对理解胰腺炎与胰腺癌的关系也有启示。已知PDAC特征性的低血管化可能与慢性炎症背景下的血管崩溃有关，而本研究发现急性胰腺炎中出现的异常血管重塑可能为这一转变提供了前期基础。

该研究的局限性在于未直接评估血管功能改变对组织灌注和氧合的影响，也未探讨长期VEGF-A信号对慢性胰腺炎和癌前病变发展的影响。未来研究可进一步探索不同细胞来源的VEGF-A功能差异，以及特定VEGF-A异构体在胰腺炎中的作用，为开发更精确的治疗干预提供依据。

总的来说，这项研究深化了我们对急性胰腺炎血管生物学的理解，揭示了腺泡-内皮细胞对话在炎症反应中的重要性，为未来治疗策略的开发提供了新的分子靶点和理论依据。