脑动静脉畸形中组织驻留间充质干细胞调控血管生成过程及内皮-间质转化的机制研究

本研究聚焦脑动静脉畸形（bAVM）的病理机制，首次揭示了组织驻留间充质干细胞（MSC）通过旁分泌作用促进内皮细胞（EC）增殖、管形成及内皮-间质转化（EndMT）的关键过程。研究人员通过原位鉴定和体外分离bAVM-MSC，结合功能实验证实其分泌的VEGF和MMP9等因子驱动血管异常重塑，为bAVM的靶向治疗提供了新思路。

　　

脑动静脉畸形（bAVM）是一种致命的脑血管疾病，其异常血管缠结如同"短路"的电路，直接连接动脉和静脉而缺乏毛细血管缓冲，导致高达40%的患者出现出血性卒中。传统观点认为bAVM是静态的先天畸形，但近年研究发现这些病变具有活跃的血管生成和炎症特征。然而，微环境中哪些细胞参与驱动这一病理过程仍不明确。德国马格德堡奥托·冯·格里克大学（Otto-von-Guericke University Magdeburg）的研究团队将目光投向间充质干细胞（MSC）——这类具有多向分化潜能的细胞虽在再生医学中广受关注，但其在bAVM中的自然行为却鲜为人知。

研究人员采用多技术联合作战策略：首先通过10例患者FFPE组织的多重免疫荧光染色捕捉原位MSC（CD90^posCD105^posCD73^pos三联阳性细胞），随后从3例新鲜标本中分离培养MSC并通过流式细胞术和三重分化实验（成脂/成软骨/成骨）验证其干细胞特性。关键实验采用MSC条件培养基（SN）处理内皮细胞（HUVEC和HCAEC），通过BrdU增殖实验、Oris迁移实验和基质胶管形成实验评估血管生成效应，结合Western blot和流式细胞术分析EndMT标志物变化。

bAVM包含组织驻留MSC
在70%的bAVM样本中发现血管周围存在MSC样细胞链状结构，流式检测显示分离细胞符合国际细胞治疗学会（ISCT）标准（CD45^neg但CD105/CD73阳性率达99%）。这些细胞虽成脂分化能力较弱，但成功形成阿尔新蓝染色的软骨团和茜素红染色的钙化结节。

bAVM-MSC促进血管生成
研究发现MSC分泌组如同"生长因子鸡尾酒"，虽不影响内皮迁移（迁移实验p>0.05），但使增殖率提升1.5倍（BrdU实验p<0.05）。最显著的是管形成能力——分支数量和长度分别增加2.3倍和1.8倍（p<0.01），该效应在两种内皮细胞中均获验证。ELISA揭示其机制可能涉及高浓度VEGF（480-839 pg/mL）和MMP9的协同作用。

诱导部分EndMT
MSC条件培养基使内皮细胞失去"身份特征"：血管内皮钙粘蛋白（VE-cadherin）和CD31表达下调（p<0.05），同时转录因子SNAIL上调（p<0.01）。尽管未检测到α-SMA等完全间质化标志物，这种"部分转化"可能促进血管不稳定性。

这项研究首次绘制了bAVM中MSC-EC互作的分子地图，揭示组织驻留MSC通过"三重攻击"（促增殖、促血管生成、促EndMT）参与病变进展。特别值得注意的是，MSC分泌的MMP9可能切割细胞外基质释放更多VEGF，形成恶性循环。这些发现为开发针对bAVM微环境的靶向疗法（如MSC分泌组调控或EndMT阻断剂）提供了理论依据，同时提示临床使用MSC治疗脑血管疾病时需警惕其促血管异常重塑的潜在风险。论文发表于《Stem Cell Reviews and Reports》凸显其在该领域的里程碑意义。