APJ信号通路调控血管内皮干细胞自我更新与分化平衡的机制及其在肝脏血管再生中的作用

本研究为解决血管内皮干细胞(VESCs)在生理和病理条件下维持与分化机制不清的问题，研究人员通过APJ基因敲除(KO)小鼠模型，揭示了apelin/APJ信号通过调控细胞周期转录因子EGR1/2和胶原IV(COL4)表达，平衡VESCs自我更新与分化，从而影响肝脏血管再生能力。该发现为靶向APJ通路促进血管修复提供了新策略。

　　

血管系统作为人体最大的器官网络，其稳态维持和损伤修复依赖于一群特殊的血管内皮干细胞(VESCs)。这群表达CD157标记的细胞如同血管系统的"种子"，既能通过自我更新维持干细胞池，又能分化为成熟内皮细胞(ECs)参与血管再生。然而，成年机体如何精确调控VESCs的"静息-激活"转换？病理条件下又是什么机制决定它们走向再生还是衰竭？这些问题一直是血管生物学领域的核心谜题。

日本大阪大学微生物病研究所信号转导部门的Man Wang等研究人员在《Inflammation and Regeneration》发表的研究，将目光投向了G蛋白偶联受体APJ。这个在胚胎血管发育中起关键作用的分子，在成年组织中表达量骤减，但其在VESCs中的特异性高表达暗示着潜在功能。通过构建全身性APJ敲除小鼠模型，研究团队发现：成年小鼠肝脏中VESCs数量异常增多，但这些"囤积"的干细胞反而导致血管再生障碍。这一违反直觉的现象背后，隐藏着apelin/APJ信号通路调控干细胞命运的全新机制。

研究主要采用四种关键技术：1) APJ KO小鼠模型构建与表型分析；2) 流式细胞术分选肝脏CD157⁺CD200⁺ VESCs；3) 70%部分肝切除(PHx)手术模型评估血管再生；4) 转录组和免疫荧光分析细胞周期调控因子及细胞外基质变化。

APJ deficiency increases VESC population in adult mice

流式分析显示APJ在VESCs中特异性高表达，其缺失使8周龄小鼠肝脏VESCs比例增加2.3倍，而总ECs数量不变。类似现象也出现在乳腺等器官，证实APJ对VESCs稳态的广泛调控作用。

APJ deficiency increases VESC colony formation but hinders VESC differentiation in vitro

OP9基质共培养实验中，APJ KO来源的VESCs形成更多更大克隆(面积增加58%)，但流式检测显示其CD157⁺细胞滞留率显著升高，提示分化阻滞。在无分化诱导的纤连蛋白培养体系中，这种"永生化"倾向更为明显。

APJ deficiency impairs EC regeneration after partial hepatectomy

PHx术后第6天，野生型小鼠APJ表达激增3倍，而KO小鼠虽早期肝实质再生加速(因HGF分泌增加)，但血管再生延迟40%。免疫荧光显示术后第4天野生型VESCs迅速减少(分化消耗)，而KO群体持续滞留。

Altered cell-cycle progression and transcription factor expression

细胞周期分析发现APJ KO VESCs的G₂/M期细胞减少21%，伴随关键调控因子Ccnd1下调47%及EGR1/2异常高表达。这种"刹车-油门"同时踩踏的转录紊乱，解释了分化阻滞的分子基础。

Extracellular matrix remodeling

APJ KO小鼠血管基底膜关键成分COL4a1/2表达下降62%，ROCK抑制剂实验证实APJ通过RhoA/ROCK通路调控COL4沉积。这种微环境恶化进一步固化了VESCs的未分化状态。

该研究首次阐明apelin/APJ信号通过"细胞内-细胞外"双途径调控VESCs命运：在细胞内通过EGR1/2-Ccnd1轴控制细胞周期进程；在细胞外通过COL4维持分化微环境。这种精密调控的失衡，正是APJ KO小鼠出现"干细胞囤积却再生障碍"悖论的核心原因。在转化医学层面，研究不仅为肝切除术后血管再生障碍提供了新的解释框架，更提示适度激活APJ信号可能是增强血管修复的潜在策略。值得注意的是，APJ激动剂在早期促进分化、后期增强稳定的时空调控特性，使其成为极具临床应用前景的"智能"靶点。这项发现也为理解其他器官VESCs行为提供了范式参考，为再生医学的血管重建策略开辟了新思路。