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近年来,我国居民急性心肌梗死死亡率逐年升高,心梗这一疾病也受到越来越多人的关注。人体内的冠状动脉是为心脏输送氧气和营养的“高速公路”,一旦发生堵塞,下游心肌便会受损甚至坏死,这便是心梗。

在心梗治疗中,心脏搭桥手术是一种较为常见的方案,也就是取患者体内的血管作为“桥血管”,将其连接至冠状动脉堵塞处的远端,建立新的通道,从而让血液绕过堵塞到达缺血部位。但部分人群的心脏本身就有一套“备用方案”——侧支动脉,它连接着左右冠状动脉,就像是天然的“搭桥”,正常情况下处于封闭状态,一旦冠状动脉发生堵塞,便会发挥作用绕开堵塞区域,恢复供血。

这些“生命之桥”从何而来,能否从无到有?过去科学界认为部分侧支动脉可以重新生成,它们来源于已有动脉的“迁移和重组”。但中国科学院分子细胞科学卓越创新中心(生物化学与细胞生物学研究所)周斌研究团队的最新研究指出,重新生成侧支动脉的真正建造者并非已有动脉,而是遍布心肌的毛细血管。这一成果于北京时间2026年8月21日凌晨在线发表于国际学术期刊《科学》(Science)。


中国科学院分子细胞科学卓越创新中心(生物化学与细胞生物学研究所)周斌研究团队。 中国科学院分子细胞科学卓越创新中心 供图

要摸清侧支动脉细胞的来源,关键在于标记和追踪特定细胞。周斌团队利用邻近细胞遗传学技术设计了一种“细胞接触历史记录仪”,能够永久记录真正的动脉内皮细胞。同时,研究团队还利用双重组酶建立了一套高精度追踪系统,专门捕捉毛细血管转变而来的动脉。

通过这些新技术,研究人员发现在冠状动脉这条“高速公路”发生中断时,毛细血管这样的“羊肠小道”会迅速启动“升级改造工程”,不断拓宽、加固,获得动脉的结构和功能,最终成长为连接左右冠状动脉两条主干道的新“公路”,为受损心肌重新送去血液和养分。

在动物实验中,团队进一步发现,VEGFA分子是“升级改造”过程中“总指挥”的角色。在短暂提高小鼠受损心脏的VEGFA水平后,毛细血管转变动脉的效率显著提升,心肌缺血面积减少,心功能得到改善。与此同时,VEGF信号一旦过度激活,又会产生大量不成熟的动脉血管,如同“豆腐渣工程”。周斌团队与香港中文大学吕爱兰团队合作研究发现,VEGFA是通过激活关键下游转录因子YY1,引导毛细血管完成向动脉的转变。

周斌表示,侧支循环的存在对于心梗患者的预后影响非常大。这项研究在小鼠身上找到了侧支动脉从无到有、重新生成的分子和细胞机制,未来就可以通过精准调控VEGFA-YY1信号通路,促进侧支动脉生成、形成侧支循环。相较于开胸大创伤的心脏搭桥手术,这或许会提供一种更加温和、有效的新疗法。目前,团队也正和医院开展进一步的合作,探究人体内侧支动脉预先存在和重新生成的不同机制。