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为更好理解血管系统，来自印度的研究人员开展血管内皮细胞（VECs）标记及可视化研究，探讨多种标记方法，对相关疾病研究和治疗意义重大。
在人体中，清晰呈现正常血管的供应、发育和维持情况，对于理解血管网络和形态的异常变化至关重要，这些变化可能是某些疾病的病因，也可能是疾病导致的结果，深入探究它们有助于了解特定疾病的异常机制。人体的液体结缔组织分为血液和淋巴两种，它们分别通过血管和淋巴管循环。每个血管网络都有独特的特征，以适应特定的功能。血管和淋巴管的最内层分别由血管内皮细胞（Vascular Endothelial Cells，VECs）和淋巴管内皮细胞（Lymphatic Endothelial Cells，LECs）构成。这两种内皮细胞有着不同的转录特征，这些特征调控着分子标记。LECs 的分子标记包括 VEGFR-3、LYVE-1 等，其中 LYVE-1 是细胞外基质黏多糖透明质酸的淋巴管内皮受体。淋巴管的主要功能是引流由毛细血管滤过产生的间质液，并监测组织的免疫反应。根据结构不同，淋巴管内皮细胞又可进一步分为毛细血管淋巴管内皮细胞、收集淋巴管内皮细胞和瓣膜淋巴管内皮细胞。毛细血管淋巴管内皮细胞通过不连续的连接相连，表达 CCl21
+、LYVE-1
+这些分子标记；收集淋巴管内皮细胞通过连续的连接相连，周围有基底膜，表达 CCl21
-、LYVE-1
-；瓣膜淋巴管内皮细胞附着在细胞外基质上，表达 FOXC2、PROX1 和层粘连蛋白 α5
+ 。
VECs 作为血管的最内层细胞，可不只是血液和组织之间的一道屏障。它们能够分泌并响应维持血管内稳态的生物分子（Michiels，2003），在病理状态下，还会通过调节关键信号通路参与炎症（Pober 和 Sessa，2007）、血栓形成（Yau 等人，2015）和血管重塑过程。VECs 的分子标记包括 CD31、CD36 和 CD105 等。此外，VECs 通过与相邻细胞和血细胞（如血管平滑肌细胞、周细胞和免疫细胞）相互作用，表现出器官特异性的异质性（Trimm 和 Red-Horse，2022）。例如，脑微血管内皮细胞（Brain Microvascular Endothelial Cells，BMVECs）与外周血管内皮细胞不同，具有紧密连接（Rubin 和 Staddon，1999）、特定的流入和流出转运体、可控的胞吞作用（Ayloo 和 Gu，2019），并且白细胞黏附分子（Leukocyte Adhesion Molecules，LAMs）的表达较低（Raj 等人，2024；R?ssler 等人，1992）。最近研究发现，VECs 还具有免疫调节功能，BMVECs 表达较低水平的黏附分子、细胞因子和趋化因子，以维持大脑的免疫赦免状态（Amersfoort 等人，2022）。根据所受剪切应力的高低，VECs 又可分为动脉内皮细胞和静脉内皮细胞。动脉内皮细胞表达 ephrin B2 和神经纤毛蛋白 1，静脉内皮细胞则表达 ephrin B4（ephrin B2 的受体）和神经纤毛蛋白 2。ephrin B2 和 B4 的相互作用非常重要，因为它们发生突变会导致胚胎致死。
VECs 能够将血液这种液体结缔组织输送到全身各个组织，这一功能十分独特。然而，当影响心脏、大脑、脊髓、肾脏和肺等重要器官血液供应的疾病发生时，可能引发严重后果，如缺血性心脏病、缺血性中风、脑和脊髓损伤以及肺水肿（Goyal 和 Kumar，2023；Vartak 等人，2023）。机体在受到损伤或感染时，自然会产生炎症反应，这一过程中，免疫细胞、血液、血浆蛋白和液体在趋化信号的作用下，会穿过 VECs 界面进行迁移。在稳态和炎症状态下，VECs 通过黏附标记和连接蛋白调节免疫细胞的运输。作为血管系统的核心参与者，VECs 还能通过释放一氧化氮、前列腺素和内皮源性超极化因子等血管舒张剂，以及内皮素等血管收缩化合物，维持外周血管张力。Endoglin 是一种与高血压相关的蛋白质，也是心血管疾病的主要危险因素。VECs 还参与凝血和抗凝过程，维持体液流动性，防止异常凝血、血栓形成和失血（Augustin 和 Koh，2024；Sumpio 等人，2002）。对 VECs 中分子靶点的研究推动了治疗方法的进步，如阿柏西普（aflibercept）、雷珠单抗（ranibizumab）等生物制剂，为新生血管性年龄相关性黄斑变性等疾病提供了更好的治疗选择（Miller 等人，2013）。鉴于 VECs 在威胁生命的疾病和慢性疾病中的重要作用，以及靶向治疗的发展，全面绘制人体血管系统图谱至关重要。
血管系统是生命的关键特征，其历史可追溯到 6 亿多年前，如今微流控芯片上的微血管模型和器官芯片上的血管化技术等研究进展，更是凸显了它的重要性（Monahan-Earley 等人，2013；Pauty 等人，2018；Shirure 等人，2021）。要有效地可视化微血管，需要三个主要要素：一种能够特异性标记血管的物质，要明确该物质合适的形式以及导入生物体的方法，还要有合适的成像方式。由于 VECs 位于血管最内层，通常会用靶向造影剂对其进行标记。标记血管网络的方法多种多样。非靶向造影剂，如 Alexafluor、DyLights、异硫氰酸荧光素（Fluorescein Isothiocyanate，FITC）、量子点（Quantum Dots，QDs）等，常与内皮靶向剂（如番茄凝集素、豇豆花叶病毒（Cowpea Mosaic Virus，CPMV）或针对内皮细胞标记物的抗体）结合使用。亲脂性染料也可同时作为靶向剂和荧光标记。导入标记剂的方法有多种，例如经心灌注、心内注射、静脉注射、胚胎卵黄囊小静脉注射、组织学应用，以及用荧光蛋白进行基因标记（如图 1 所示）。每种方法的标记效率各不相同。虽然已有关于特定内皮细胞表面标记、VECs 标记方法和血管生物学研究的文献，但仍需要开展综合研究，将各种体内和体外模型的标记技术整合起来，对血管网络进行成像，以便更好地了解标记剂的应用。本文将探讨用于标记 VECs 的各种方法以及可视化它们的技术。
免疫标记精确绘制 VECs 景观
VECs 在与血管损伤相关的血管疾病中起着关键作用，这些疾病包括脊髓损伤（Chopra 等人，2022）、创伤性脑损伤（Chodobski 等人，2011）、发育缺陷（Marziano 等人，2021）和外周血管疾病（Rajendran 等人，2013）。了解 VECs 的分子标记对于推动血管生物学的发展至关重要。对 VECs 进行免疫标记能够揭示其分子表达情况，例如血小板内皮细胞黏附分子 - 1（Platelet Endothelial Cell Adhesion Molecule-1，PECAM-1）。
病毒纳米颗粒
明亮的病毒纳米颗粒最近成为了生物成像剂，有助于进行非侵入性的体内血管成像。基于植物的生物可利用性 CPMV 可作为一个多价生物相容性平台，能携带多种荧光团，使得每个颗粒都具有高荧光性和高荧光强度。高密度标记的 CPMV 颗粒的内吞作用显示出血管标记的特异性，这种特异性体现在它能够被 VECs 摄取，而不会被其他细胞类型摄取。含有 120 个 Alexa 的 CPMV A55 。
结论
内皮细胞在血管内稳态和不同病理状态中都起着至关重要的作用。标记内皮细胞对于了解它们在生理和病理状态下的血管生物学行为极为重要。标记技术包括基于抗体的方法，这种方法具有高特异性和高灵敏度，能够检测分子标记的表达和定位。凝集素是一类碳水化合物结合蛋白，可根据 。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
致谢
作者衷心感谢印度政府制药部的支持。KD 和 DG 获得了印度化学和肥料部制药司的奖学金。本文中使用的插图由
BioRender.com? 高级版制作。
