研究人员发现了淋巴管发育的“热点”
当胚胎发育时,各种各样的蛋白质和酶触发一系列生化反应。淋巴管系统的发育关键依赖于一种特定的蛋白质——生长因子VEGF-C。为了具有生物活性并启动下游信号事件,该蛋白必须首先经历处理步骤。然而,到目前为止还不清楚VEGF-C激活所需要的必要因子如何以及在哪里聚集在一起,以及在发育过程中哪些细胞类型提供这些单独的因子。
利用斑马鱼模型,一个国际研究团队现在获得了新的见解,关于VEGF-C信号通路的单个主要分子在胚胎中如何以及在什么位置相互作用,以允许适当的淋巴血管发育。研究人员发现细胞在结缔组织中,在胚胎中定义的斑点,产生重要的蛋白质VEGF-C本身,以及两种能够激活VEGF-C蛋白的蛋白质加工酶。就其中一种蛋白质而言,以前人们完全不知道它有这种功能。
“我们已经鉴定的细胞,成纤维细胞代表了激活蛋白质的发生似乎是”热点“,”Andreas Van Impel博士从Münster大学领导的研究。结果不仅提供了对淋巴系统如何发展的基本新见解,而且相反,还提供了对人类疾病的相关性。如果在人类中错过信号通路,则遗传导致淋巴水肿的形式将发展。此外,癌细胞可以采用淋巴管转移。“如果有类似的成纤维细胞种群也存在于人类中,我们的研究结果可能会影响未来治疗各种淋巴病相关疾病的方法,”Andreas Van Impel说。该研究已在期刊上发表“自然通信“。
背景和方法:
在世界范围内,大约有一千组研究人员在研究斑马鱼。这些鱼适合研究生物体是如何发育的——包括骨骼、血管和淋巴系统。随着鱼胚胎在子宫外发育并在几天内保持透明,研究人员可以精确地监测发育的变化,并确定与人类的联系。
在他们目前的研究中,研究人员调查了VEGF-C蛋白,这对淋巴管生长很重要。为了使其具有生物活性,必须对其进行处理,这意味着部分蛋白质需要被分离。VEGF-C只有在两个所谓的前域被移除后才能结合并激活其受体。处理蛋白质的酶被称为蛋白酶。在他们的研究中,研究人员检查了分泌的蛋白酶ADAMTS3和ADAMTS14在VEGF-C激活过程中的作用。
使用最先进的共焦显微镜,研究人员表明,由于基因突变而缺乏蛋白酶的胚胎不能形成淋巴管 - 这导致研究人员得出结论,VEGF-C的加工不仅可以由ADAMTS3进行(如前假设),也可以进行通过相关的蛋白酶Adamts14。
研究人员不仅在斑马鱼蛋白质中发现了这一点,在人类细胞培养系的实验中也发现了这一点。“我们的观察表明,ADAMTS14蛋白的这种能力是通过进化而保守的,”该研究的第一作者王光霞(音译)说,她正在Münster大学的CiM-IMPRS研究生院撰写她的博士论文。该学院是“细胞动力学和成像”研究重点的一部分。
在细胞移植实验中,研究人员能够证明某些神经元结构,以及成纤维细胞,代表了蛋白酶和VEGF-C蛋白的细胞来源。Andreas van Impel说:“在胚胎的这些位置激活VEGF-C蛋白足以触发淋巴管的正常发育,这再次强调了这种细胞群对淋巴管生成的调节的重要性。”
研究人员计划进一步调查,了解Adamts14的活动是如何进行哺乳动物淋巴系统的开发和维护的相关。“随着Adamts3蛋白酶的突变导致人类的疾病,假设Adamts14也是人类综合征的候选基因似乎合理,”斯特凡舒尔德·默克集团领袖。此外,研究人员想评估是否存在类似的成纤维细胞种群,这些成纤维细胞群也存在于小鼠和人中,这也合成了在加工中起核心作用的全部或至少一些蛋白质的蛋白质,因此在控制VEGF的活动中C信号通道路径。
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