周细胞调控成年斑马鱼皮肤伤口愈合过程中血管生成的新机制

本研究通过建立可条件性清除周细胞的转基因斑马鱼模型，首次揭示了周细胞在伤口血管生成中的主动调控作用。研究人员发现周细胞通过覆盖血管壁限制内皮细胞(ECs)的过度出芽和增殖，并引导血管定向延伸，为功能性血管网络的形成提供关键调控。该研究为理解生理性血管生成机制提供了新视角，对糖尿病视网膜病变等血管相关疾病的治疗具有重要启示意义。

　　

在生物体发育和创伤修复过程中，血管生成（angiogenesis）是一个至关重要的生理过程。传统观点认为，当血管生成被诱导时，包裹小口径血管的周细胞（pericytes）会从血管壁脱离，从而促进内皮细胞（endothelial cells, ECs）的出芽。然而，这一经典理论正受到越来越多研究的挑战。特别是在伤口愈合等生理性血管生成过程中，周细胞是否真的只是被动"让路"，还是主动参与调控，成为血管生物学领域亟待解决的关键科学问题。

日本医科大学（Nippon Medical School）的Tomohiro Ishii和Shigetomo Fukuhara团队在《Communications Biology》发表的研究，通过创新的遗传学工具和活体成像技术，首次在成年斑马鱼模型中系统揭示了周细胞在伤口血管生成中的主动调控作用。研究人员建立了可条件性清除周细胞的转基因斑马鱼品系TgBAC(pdgfrb:gal4FF);Tg(UAS:NTR-mCherry)（称为NTRmCMC系），利用硝基还原酶（NTR）/甲硝唑（MTZ）系统实现周细胞的特异性清除。结合高分辨活体成像和EdU细胞增殖标记等技术，对皮肤伤口愈合过程中的血管生成进行了动态追踪。

研究首先通过多种报告基因斑马鱼系，系统鉴定了皮肤血管系统中三种不同类型的周细胞：覆盖毛细血管的细丝状周细胞（pdgfrb^high, abcc9^high, tagln^low）、包绕毛细血管前微动脉的网状周细胞（pdgfrb^high, tagln^high, acta2^high, abcc9^low）和毛细血管后微静脉的网状周细胞（pdgfrb^high, tagln^high, abcc9^low）。这种精细分类为理解周细胞的异质性提供了重要基础。

在"Pericytes restrict the excessive sprouting of new vessel branches by covering ECs, thereby establishing an appropriate density of blood vessels during wound angiogenesis"部分，研究发现周细胞缺失导致ECs出芽事件显著增加。特别值得注意的是，在周细胞缺失的斑马鱼中，未受伤和修复的毛细血管的出芽事件比对照组增加了约3倍，而毛细血管后微静脉和毛细血管前微动脉的出芽事件则无明显变化。这一结果提示细丝状周细胞对毛细血管ECs的过度出芽具有特异性抑制作用。

"Pericytes regulate EC proliferation during wound angiogenesis"部分通过EdU标记揭示了周细胞对ECs增殖的调控作用。在周细胞缺失条件下，未受伤和修复毛细血管区域的ECs增殖数量显著增加，而毛细血管前微动脉区域的ECs增殖则减少。这一发现表明不同类型的周细胞对ECs增殖具有差异性调控：细丝状周细胞抑制毛细血管ECs增殖，而网状周细胞可能促进微动脉ECs增殖。

研究在"Pericytes regulate the directional elongation of injured blood vessels during wound angiogenesis"部分有一个重要发现：在正常伤口愈合过程中，位于血流下游的受伤血管会沿原始路径线性延伸，并与上游受伤血管形成跨血管单元（inter-unit）连接；而在周细胞缺失条件下，67%的下游受伤血管会异常转向，与同一血管单元（intra-unit）内的血管形成连接，产生异位血管环。通过定量分析血管延伸角度发现，周细胞缺失导致血管延伸方向随机性显著增加，证实周细胞覆盖对引导血管定向延伸至关重要。

这项研究的重要意义在于颠覆了周细胞在血管生成中被动"让路"的传统观点，首次在活体模型中证明周细胞通过三种机制主动调控生理性血管生成：（1）细丝状周细胞覆盖抑制毛细血管ECs的过度出芽；（2）差异性调控不同血管区段ECs的增殖；（3）引导血管定向延伸以形成功能性网络。这些发现为理解糖尿病视网膜病变、肿瘤血管异常等病理过程中周细胞缺失导致的血管紊乱提供了机制解释，也为开发靶向周细胞的血管正常化治疗策略奠定了理论基础。