دانشمندان به دانش جدیدی در مورد تشکیل رگ‌های خونی دست یافتند

به گزارش مجله خبری نگار، تشکیل رگ‌های خونی فرآیندی پیچیده است که شامل تعامل پروتئین‌ها و نیرو‌های مکانیکی می‌شود. در دو مقاله، یک تیم تحقیقاتی از Biozentrum دانشگاه بازل سوئیس، مکانیسم‌های جدیدی از تشکیل رگ‌های خونی را کشف کرده‌اند. این تیم نشان داد که چگونه سلول‌ها در طول تشکیل لومن عروقی با هم تعامل دارند و نقش حیاتی نیرو‌های دینامیکی در این فرآیند چیست. این دانش جدید در مورد تشکیل رگ‌های خونی ممکن است رویکرد‌های بالقوه‌ای را برای درمان بیماری‌های عروقی فراهم کند.

رگ‌های خونی در سراسر بدن امتداد دارند و مواد مغذی و اکسیژن را از طریق خون در گردش به بدن می‌رسانند. در طول تشکیل رگ، سلول‌ها ابتدا مجاری موضعی تشکیل می‌دهند که سپس با هم ادغام شده و یک شبکه لوله‌ای پیوسته را تشکیل می‌دهند. اتصالات بین سلول‌های منفرد باید به خوبی آب‌بندی و پایدار باشند تا یکپارچگی رگ تضمین شده و از نشت جلوگیری شود.

در دو مطالعه، تیم پروفسور مارکوس آفولتر از بیوزنتروم دانشگاه بازل، نگاه دقیق‌تری به تشکیل رگ‌های خونی در ماهی زبرا انداختند. دانشمندان دریافتند که پروتئین Rasip۱ نقش کلیدی در تشکیل لومن عروقی دارد. آنها همچنین دریافتند که نیرو‌های انقباضی عوامل حیاتی در تعاملات بین سلول‌ها هستند و تشکیل مداوم لومن عروقی را تضمین می‌کنند.

در مطالعه اول که در مجله Nature Communications منتشر شد، دانشمندان نشان دادند که پروتئین Rasip۱ به طور حیاتی در مراحل اولیه تشکیل لومن، که در محل چسبندگی بین دو سلول اندوتلیال رخ می‌دهد، نقش دارد. آنها به طور خاص بر محل اتصال بین دو سلول، یعنی محل‌های چسبندگی، تمرکز کردند.

آنها مشاهده کردند که این محل چسبندگی به یک فضای توخالی تبدیل می‌شود، شبیه به نیمه‌های یک پوسته گردو با یک حلقه چسبنده در کنار آن. در این فرآیند، پروتئین Rasip۱ نقش مهمی ایفا می‌کند: جیانمین یین، نویسنده مطالعه، می‌گوید: «این پروتئین‌ها، پروتئین‌های چسبندگی را از مرکز به حاشیه منتقل می‌کنند و به لومن اجازه می‌دهند تا بین آنها متورم شود.»

در یک مطالعه جداگانه که در مجله Angiogenesis منتشر شده است، این تیم نقش نیرو‌های انقباضی تنظیم شده توسط پروتئین‌های Heg۱ و Ccm۱ را بررسی کرد. جیانمین یین توضیح می‌دهد: «ما دریافتیم که این نیرو‌های انقباضی بین سلول‌ها مهم هستند. تنها زمانی که شدت آنها به طور دقیق تنظیم شود، سلول‌ها به درستی با هم تعامل می‌کنند و تشکیل مناسب رگ را تضمین می‌کنند.»

دانشمندان مکانیسمی را کشف کرده‌اند که در آن نیرو‌های کششی هماهنگ در امتداد اتصالات سلول-سلول، رشد هماهنگ رگ‌های خونی را تقویت می‌کنند. هاینز گئورگ بلتینگ، که رهبری این مطالعه را بر عهده داشت، می‌گوید: «ما دریافتیم که نیرو‌های کوچکی که توسط انقباض ریتمیک ساختار‌های سلولی ایجاد می‌شوند، اتصالات سلولی را تثبیت کرده و در نتیجه به حفظ شکل آنها کمک می‌کنند.» با فعال کردن انتخابی این نیروها، محققان همچنین توانستند اتصالات سلولی معیوب را ترمیم کنند. این یافته‌ها اهمیت این نیرو‌ها را برای یک شبکه عروقی سالم برجسته می‌کند.

یافته‌ها در مورد نقش خاص نیرو‌های دینامیکی و تنظیم پروتئین، درک ما را از فرآیند تشکیل رگ‌های خونی عمیق‌تر می‌کند. بلتینگ می‌گوید: «مشاهده این فرآیند در داخل بدن و رسیدن به نتایج جدید هنوز هیجان‌انگیز است. وقتی تعادل نیرو‌ها در محل اتصال سلول مختل می‌شود یا پروتئین‌ها فرآیند را به درستی هماهنگ نمی‌کنند، ساختار اندام پایدار نمی‌تواند تشکیل شود و منجر به ایجاد رگ‌های خونی معیوب می‌شود.»

این یافته‌های جدید تحقیقاتی ممکن است مبنایی برای توسعه استراتژی‌های درمانی برای بیماری‌های عروقی مانند آنوریسم یا بیماری انسداد شریانی محیطی باشد. در آینده، دانشمندان قصد دارند از روش‌های بیوفیزیکی برای مطالعه دقیق‌تر این فرآیند استفاده کنند تا مکانیسم‌های مولکولی تشکیل رگ‌های خونی را بهتر درک کنند.