李治海
PNAS | 时空指挥官DDX24揭秘:内皮细胞如何精准调控胚胎血管的“分支艺术”
2025-7-22 17:22
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引言:血管发育的未解之谜血管网络如同生命的高速公路,其建设需精确的时空调控。为何大脑与躯干的血管生长模式截然不同?PNAS最新研究发现:RNA解旋酶DDX24是背后的核心指挥官,通过差异调控内皮细胞中的VEGF与Wnt信号,实现器官特异性血管发育。

1️⃣ DDX24:内皮细胞的“时空定位器”时空表达图谱关键发现

  • 斑马鱼模型+超高分辨率空间转录组(Stereo-seq)显示:

  • ddx24 在3.3 hpf(受精后小时)启动表达,24 hpf在躯干血管内皮细胞(ECs) 富集;

  • 36 hpf转移至脑部ECs,60 hpf整体下调。

  • 荧光原位杂交(FISH)证实:与内皮标记基因fli1a共定位。

  • FACS分选内皮细胞:ddx24在GFP⁺ ECs中表达量提升3倍P<0.0001)。

图 1. ddx24 在斑马鱼发育过程中的表达模式

2️⃣ 基因缺失引发“血管分裂人格”表型矛盾:躯干疯长 vs 大脑停滞

1. 躯干血管(ISVs)

  • CRISPR敲除斑马鱼ddx24⁻/⁻:

  • 异位分支增加50%,尖端细胞丝足数量/长度显著增加;

  • 移植实验证实:EC自主性促分支。

  • 机制:DDX24缺失→结合VEGFR2 mRNA能力丧失→mRNA稳定性↑→VEGF信号过度激活。

2. 脑部血管(CtAs)

  • ddx24⁻/⁻斑马鱼:中央动脉数量减少40%,丝足生长受阻。

  • 机制:DDX24缺失→抑制GPR124/RECK复合体→Wnt/β-catenin信号↓。

  • 外源表达全长gpr124可部分挽救脑血管缺陷。

图 2. Ddx24 的缺失会促进斑马鱼躯干中内皮细胞的分支,同时会损害其脑部的血管出芽

3️⃣ 内皮细胞的“双面沟通术”EC自主与非自主协同调控

  • 细胞移植实验

  • DDX24缺失的ECs移植到野生宿主→仍出现异常分支(EC自主性);

  • 野生ECs移植到DDX24缺失宿主→同样异常(非EC自主性)。

  • 空间转录组揭秘“细胞社交”

  • 躯干ECs与肌肉细胞通过Sema3g-Agrn配受体对话;

  • 脑部ECs与神经细胞通过Wnt7a-GPR124传递信号。

图 3. DDX24 可通过内皮细胞自主性和非自主性两种方式调控发育性血管生成

4️⃣ 药理学验证:时空精准治疗“分时给药”挽救血管畸形

1. 躯干干预(20-48 hpf):

  • VEGFR抑制剂Regorafenib→完全消除异位分支

2. 脑部干预(36-72 hpf):

  • Wnt激活剂CHIR99021→脑动脉数量恢复85%

3. 联合序贯治疗

  • 先VEGF抑制剂后Wnt激活剂→同步挽救躯干/脑表型

  • 顺序颠倒则治疗失败→证实时空特异性不可替代!

图 4. 依次靶向血管内皮生长因子(VEGF)通路和 Wnt 通路可减轻 Ddx24 缺陷型斑马鱼的血管畸形(VMs)

结论与意义DDX24是血管发育的“时空开关”:

在非脑内皮中: 降解VEGFR2 mRNA → 抑制VEGF通路 → 阻止血管过度分支

在脑内皮中: 激活GPR124/RECK → 启动Wnt通路 → 促进脑血管生长

临床价值:为血管畸形(VMs)提供“分时分区”靶向治疗新策略!

论文信息:Chen F et al. PNAS (2025). DOI:10.1073/pnas.2417445122

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