血管遍布人体各处，确保我们的器官获得所需的所有营养和氧气。一个国际研究小组现已发现，即使在具有挑战性的代谢条件下，两种名为YAP和TAZ的蛋白质如何在允许新血管萌发方面发挥关键作用。这些蛋白质是河马信号通路的一部分，该通路调节几乎所有生物的器官生长和大小。
MichaelPotente博士和HolgerGerhardt博士及其研究团队现在想要研究他们在组织发育过程中描述的这种机制在多大程度上也参与了严重依赖血管的再生和修复过程。柏林夏里特健康研究所(BIH)转化血管生物医学教授Potente表示：“我们主要感兴趣的是查明该信号通路的故障是否以及(如果相关的话)如何导致人类血管疾病。”)以及亥姆霍兹协会(MDC)马克斯德尔布吕克分子医学中心的客座研究员。Gerhardt是MDC综合血管生物学实验室的负责人，在柏林布赫的KätheBeutler大楼的Potente隔壁工作。
研究人员在《自然代谢》杂志上发表了一篇题为“YAP/TAZ-TEAD信号模块将内皮营养获取与血管生成生长联系起来”的论文，报告了他们的工作。
作者写道，血管形成广泛的动脉、毛细血管和静脉管状网络，滋养所有身体组织。如果这些精细编织的网络停止正常工作，我们就有患上疾病的风险。
虽然与年龄相关的心血管疾病经常导致血管萎缩，但恶性肿瘤的特点是错误路线的血管过度生长。湿性黄斑变性也与新血管在错误位置萌发有关。在最坏的情况下，这种情况可能会导致失明。
内皮细胞(EC)排列在血管的内表面，被氨基酸、葡萄糖和脂质等多种营养物质包围。”血管生成是内皮细胞从现有血管形成新血管的过程，需要这些细胞增加营养吸收和消耗，以满足增加的代谢需求。作者进一步指出，“因此，控制营养物质的获取和使用是内皮功能的核心;然而，人们对调节这些过程的机制知之甚少……内皮营养物的获取和使用是如何调节的尚不清楚。”
Potente说：“为了帮助我们开发针对此类疾病的靶向疗法，我们希望了解新血管的生长(称为血管生成的过程)在体内到底是如何受到调节的。他的血管生成和代谢实验室是柏林转化血管生物医学中心的一部分，该中心是一个跨学科设施，是BIH、柏林夏里特医学大学和MDC的联合重点领域。
该发现基于小鼠实验。小鼠视网膜是研究血管发育的理想模型。“YAP和TAZ是Hippo通路的效应器和血管发育的重要调节器，其活性对微环境的变化高度敏感，”作者说。“通过感知和响应机械、代谢和可溶性信号，这些蛋白质协调组织生长反应。”
“使用转基因小鼠品系，我们展示了不产生YAP和TAZ的内皮细胞几乎从不分裂，”Potente说。“这抑制了小鼠的血管生长。”TAZ蛋白在此过程中发挥着特别重要的作用，而YAP是大多数其他类型细胞中的决定性因素。与YAP相比，TAZ在各种内皮亚型中也是更丰富的转录本，这表明TAZ在内皮中的YAP/TAZ反应中发挥着关键作用，”该团队指出。他们进一步解释说，“缺乏YAP/TAZ或其转录伙伴TEAD1、2和4的EC无法分裂，导致小鼠血管生长发育不良。相反，TAZ(EC中更丰富的旁系同源物)的激活会促进增殖，导致血管增生。”
Potente说，新发现表明，如果YAP和TAZ在内皮细胞中活跃，它们就能有效读取导致某些表面转运蛋白生长增加的基因。“这使得血管细胞能够吸收更多对生长和细胞分裂很重要的营养物质。”YAP和TAZ的功能相似，因此可以起到开门的作用。
“由于新血管经常在血液供应不良的组织中形成，因此内皮细胞必须能够在最具挑战性的代谢条件下生长，”Potente说。“这就是为什么这些细胞拥有识别细胞外环境的微妙变化并做出反应的分子机制如此重要。”
他进一步解释说：“营养物质吸收的增加会导致另一种蛋白质(称为mTOR)的激活。”mTOR是细胞中触发生长和细胞分裂的重要控制点。“这使得新的血管网络得以扩展。”
研究小组尚不清楚哪些信号调节内皮细胞中YAP和TAZ的活性。尽管如此，格哈特指出：“我们共同发现了一种机制，可以使血管的生长与周围环境紧密结合。如果该过程所需的代谢资源不存在，该机制就会阻止内皮细胞分裂。”
作者总结道：“我们的研究确定了YAP/TAZ与血管生成生长之间的重要代谢联系，其中涉及细胞合成代谢的主调节因子TORC1……描述决定EC如何吸收、运输和使用营养物质的机制将提供新的见解。不仅涉及血管(病理)生理学，还涉及特定营养素在指导血管生长和功能中的作用。”