研究人员发现，位于肺静脉的内皮细胞在肺损伤后的血管修复中发挥着重要作用。
肺静脉负责输送肺部血液，对肺功能至关重要，同时确保全身组织获得足够的氧气。当一个人因流感或 COVID-19 等疾病而遭受肺损伤时，修复现有血管并形成新血管以满足氧气需求至关重要。不幸的是，该重要领域的研究仍然相当有限。
来自宾夕法尼亚大学兽医学院和佩雷尔曼医学院的科学家，以及费城儿童医院（CHOP）和范德比尔特大学医学中心的研究人员，一直在研究肺静脉内皮细胞（VECs）如何帮助成年人的肺损伤后血管再生。这些内皮细胞为肺部血管的内壁，调节血流和新血管的形成，也就是血管生成。
他们最近的研究表明，这些静脉内皮细胞能够修复肺部受损的血管。在流感、COVID-19或高氧水平（高氧症）造成的损伤后，VECs增殖并扩展到附近的毛细血管网络——微小的血管，使气体交换得以进行——并有助于愈合过程。
此外，研究还表明，VECs可以转变为毛细血管细胞，这表明这个过程是对肺损伤的反应，而不是出生后肺发育的正常部分。他们的研究结果已发表在《自然心血管研究》上。
“许多受到呼吸病毒影响的患者，特别是免疫系统受损的患者，可能会出现急性呼吸窘迫，并可能需要重症监护，”该研究的首席作者、宾夕法尼亚大学兽医学院安德鲁·E·沃恩实验室的博士生乔安娜·王解释说。“寻找增强肺血管系统再生的方法，可能会显著改善现代医学实践和患者护理。”
作为这项研究的共同高级作者，沃恩与儿童医院的儿科心脏病学家、大卫·B·弗兰克一同指出，在重症监护中死亡的 COVID-19 患者中，有很大比例死于急性呼吸窘迫综合症，其死亡率超过 30%。沃恩表示：“现在我们已经确定了一个重要的前体细胞群体，我们可以操控这些静脉细胞，以增强它们的修复能力，”这表明了一个潜在的新治疗靶点。
这项研究的灵感来源于对斑马鱼和小鼠的早期研究。沃恩指出，一些研究表明在某些器官中，毛细血管网络的很大一部分是通过静脉的扩展形成的。然而，这在肺部尚未进行过研究。
王进一步强调了沃恩实验室在她到来之前的早期工作，其中一位名为贾恩·赵的博士后发现，去除特定的与静脉相关的转录因子会加重肺损伤，同时妨碍内皮细胞的生长。
沃恩和王共同提出，这些研究使他们和他们的合作者期望，肺静脉内的内皮细胞也在损伤后修复毛细血管网络中发挥作用。
然而，他们面临一个挑战：没有可用的工具来分离这些特定的细胞并随时间监测它们。王分析了在流感损伤后不同时间点收集的肺内皮细胞的单细胞 RNA 测序数据。她识别出一个理想的标记，一个名为 Slc6a2 的基因，该基因是肺静脉特有的。与弗兰克合作，他们基于这个基因开发了一个小鼠模型。
“这是相当意外的，因为 Slc6a2 也是一种去甲肾上腺素转运蛋白，通常与神经元相关，我们仍然不清楚为什么它在肺静脉中表达，”她承认。不过，这一偶然发现使她能够在一个基因修饰的小鼠模型中追踪 VECs 的发展。
展望未来，王提到研究人员旨在揭示促进 VEC 生长的机制，同时也在不同上下文中研究血管生成，例如癌症。
沃恩指出，研究中使用的方法仅适用于出生后，但他对早期胚胎静脉是否有助于在肺发育过程中形成血管抱有好奇。
乔安娜·王是一名专注于发展、干细胞和再生生物学的博士生，隶属于宾夕法尼亚大学的细胞与分子生物学研究生组。
安德鲁·E·沃恩是宾夕法尼亚大学兽医学院的生物医学科学副教授，同时也是佩雷尔曼医学院再生医学研究所的助理教授。
大卫·B·弗兰克是宾夕法尼亚大学医学院儿科系的助理教授，并在费城儿童医院担任主治医生。
其他共同作者包括来自宾夕法尼亚大学兽医学院和宾夕法尼亚大学医学院的斯蒂芬尼·亚当斯-齐维莱基迪斯、玛丽亚·E·根蒂莱、尼古拉斯·P·霍尔科姆、萨拉·卡斯-格尔吉、西云·李、梅瑞尔·门多萨、马德琳·辛格和贾恩·赵；来自费城儿童医院的洪波·温、普拉尚特·钱德拉塞卡兰和西尔维亚·N·米奇基；来自宾夕法尼亚大学医学院的艾伦·T·唐；以及来自范德比尔特大学医学中心的尼古拉斯·M·内格雷蒂和詹妮弗·M·苏克雷。
本研究得到了国家心脏、肺和血液研究所（资助编号 R01HL164350 和 R56HL167937）;艾拉·冈纳·普鲁尚斯基基金;以及国家服务研究奖个人博士前奖学金的支持。
