Arterial-Lymphatic-Like Endothelial Cells Appear in Hereditary Hemorrhagic Telangiectasia 2 and Contribute to Vascular Leakage and Arteriovenous Malformations

遗传性出血性毛细血管扩张症（HHT）是一种以血管畸形为特征的遗传性疾病，其中 动静脉畸形（AVMs） 是其典型表现。HHT2型与 活化素受体样激酶1（Alk1） 基因的功能丧失性突变密切相关。2025年，Yang Yang等人在《Circulation》杂志上发表了题为“Arterial-Lymphatic-Like Endothelial Cells Appear in Hereditary Hemorrhagic Telangiectasia 2 and Contribute to Vascular Leakage and Arteriovenous Malformations”的研究，揭示了HHT2型发病机制的全新视角，并为未来的治疗策略提供了潜在靶点。

研究背景与意义

HHT是一种罕见的遗传性血管疾病，主要特征是皮肤、黏膜和内脏器官出现毛细血管扩张和AVMs，导致反复出血，严重影响患者的生活质量。HHT2型约占HHT病例的30%，其病因是由于Alk1基因突变所致。Alk1属于转化生长因子-β（TGF-β）信号通路中的重要受体激酶，主要表达于内皮细胞，对维持血管正常结构和功能具有关键作用。既往研究表明，Alk1基因突变可导致内皮细胞功能异常，进而引发血管畸形，但具体的分子机制尚不明确。本研究通过多种实验手段，深入探讨了Alk1基因缺失如何诱导内皮细胞发生表型转变，形成一种新型的动脉淋巴样内皮细胞（ALL-ECs），并揭示了其在血管渗漏和AVMs形成中的关键作用。

研究方法

研究者综合运用了多种先进的研究方法和技术手段，以全面解析HHT2型的发病机制：

内皮细胞特异性Alk1基因敲除小鼠模型的构建

研究者将VE-cadherin cre/ERT2小鼠与Alk1 flox/flox小鼠杂交，在小鼠10周龄时通过腹腔注射他莫昔芬，实现内皮细胞特异性Alk1基因敲除。通过实时定量PCR检测发现，多个器官（包括肺、肝、脑、视网膜等）中Alk1转录本显著减少，表明Alk1基因在内皮细胞中被高效敲除。

单细胞转录组测序分析

研究者从VE-cadherin cre/ERT2 Alk1 flox/flox小鼠和Alk1 flox/flox小鼠的肺组织中分离出VE-cadherin+CD45-的肺内皮细胞，并进行单细胞RNA测序。结果显示，在VE-cadherin cre/ERT2 Alk1 flox/flox小鼠中出现了一个新的细胞簇，该细胞簇共表达动脉内皮细胞和淋巴内皮细胞的标记物，被命名为ALL-ECs。进一步分析表明，这些细胞可能起源于动脉内皮细胞。

内皮细胞系谱追踪

研究者利用VE-cadherin cre/ERT2 Rosa tdTomato Alk1 flox/flox小鼠和VE-cadherin cre/ERT2 Rosa tdTomato对照小鼠，通过他莫昔芬诱导，观察到在VE-cadherin cre/ERT2 Rosa tdTomato Alk1 flox/flox小鼠的tdTomato+细胞中出现了ALL-ECs，而对照组小鼠未见此类细胞。这表明ALL-ECs来源于Alk1基因缺失的内皮细胞，很可能是动脉内皮细胞。RNA速度分析显示，ALL-ECs的形成存在两种不同的轨迹，进一步支持了其起源于动脉内皮细胞的观点。

电子显微镜观察

研究者通过透射电子显微镜观察VE-cadherin cre/ERT2 Alk1 flox/flox小鼠肺部小血管的超微结构，发现内皮细胞层存在明显的结构异常，如内皮细胞间隙增大、细胞连接松散等，这可能是导致血管渗漏的结构基础。

缺血实验与连通性图谱分析

研究者利用缺血实验评估ALL-ECs诱导血管畸形的能力，并结合连通性图谱和转录组分析，筛选出潜在的化学化合物。实验发现，移植ALL-ECs可导致受体小鼠出现血管畸形，进一步证实了ALL-ECs在AVMs形成中的关键作用。同时，连通性图谱分析帮助识别了可能具有治疗潜力的化合物。

研究结果

Alk1基因敲除小鼠出现严重的AVMs和血管渗漏

研究结果表明，内皮细胞特异性敲除Alk1基因的小鼠肺部出现了多个异常的动静脉瘘样结构，连接动脉和静脉。微CT成像显示，所有VE-cadherin cre/ERT2 Alk1 flox/flox小鼠在Alk1基因敲除后均出现了肺部nidus（动静脉瘘样结构），而对照组小鼠未见此类异常。此外，这些小鼠还表现出胸腔和腹腔积液增多，表明存在明显的血管渗漏现象。

ALL-ECs的发现及其特征

单细胞转录组测序揭示了ALL-ECs这一独特细胞簇的形成。ALL-ECs共表达动脉内皮细胞（如Ephrin B2、Sema3G等）和淋巴内皮细胞（如Sox17、Prox1等）的标记物。进一步分析表明，这些细胞可能起源于动脉内皮细胞。通过免疫荧光染色和流式细胞术检测，研究者在VE-cadherin cre/ERT2 Alk1 flox/flox小鼠的肺组织中验证了ALL-ECs的存在，并发现其在小动脉中出现。

ALL-ECs具有诱导血管畸形的能力

将ALL-ECs移植到裸鼠体内后，观察到明显的血管畸形，包括动静脉瘘形成、血管分支数增加等。这表明ALL-ECs具有诱导血管畸形的潜能，是HHT2型血管病理变化的关键细胞类型。

SOX17和MDM2在ALL-ECs形成中的关键作用

研究发现，SOX17的诱导表达是ALL-ECs形成的关键驱动因素。在Alk1基因敲除的动脉内皮细胞中，SOX17的表达显著上调，并诱导细胞获得淋巴内皮细胞的特性。进一步研究发现，MDM2与SOX17直接结合对于SOX17发挥其功能至关重要。抑制MDM2可以减少SOX17的表达和活性，从而减轻小鼠模型中的AVMs。

机制见解

ALK1信号通路在内皮细胞表型维持中的作用

正常情况下，ALK1通过TGF-β信号通路调控内皮细胞的增殖、分化和血管形态发生。Alk1基因敲除后，内皮细胞中的TGF-β信号失衡，导致细胞表型发生改变。研究发现，ALK1信号通路的缺失可激活下游的SOX17基因，进而诱导内皮细胞发生动脉-淋巴样转变。

SOX17在内皮细胞表型转变中的作用机制

SOX17是一种转录因子，在胚胎发育过程中对淋巴内皮细胞的分化和形成起着关键作用。在Alk1基因敲除的动脉内皮细胞中，SOX17的表达显著上调，并通过调控一系列淋巴内皮细胞特异性基因的表达，使动脉内皮细胞逐渐获得淋巴内皮细胞的特性。研究还发现，SOX17可以与MDM2相互作用，MDM2通过稳定SOX17蛋白并增强其转录活性，进一步促进内皮细胞的表型转变。

治疗意义与展望

MDM2抑制剂的治疗潜力

本研究的一个重要发现是，抑制MDM2可以显著减少小鼠模型中的AVMs。这为HHT2型的治疗提供了新的靶点和策略。MDM2抑制剂可通过抑制SOX17的表达和活性，阻断内皮细胞的动脉-淋巴样转变，从而减轻血管畸形的发生和发展。

精准医疗与个性化治疗

HHT2型是一种高度异质性的遗传性疾病，不同患者的基因突变和临床表现存在差异。本研究揭示了Alk1基因突变导致血管畸形的分子机制，为精准医疗和个性化治疗提供了理论基础。未来，可根据患者的基因突变和疾病特征，选择合适的治疗靶点和药物，实现个性化治疗。

研究局限性与未来方向

尽管本研究取得了重要进展，但仍存在一些局限性。例如，小鼠模型与人类疾病的病理生理过程可能存在差异，且研究主要集中在肺部血管畸形，对其他器官的血管病变研究较少。未来的研究应进一步探索不同器官中ALL-ECs的形成机制和作用，并开展更多的临床前研究和临床试验，以验证MDM2抑制剂等潜在治疗药物的安全性和有效性。

总之，Yang Yang等人的这项研究为HHT2型的发病机制提供了全新的视角，揭示了ALL-ECs在血管畸形发生中的关键作用，并为未来的治疗策略提供了重要的理论依据。随着对HHT2型分子机制的深入理解，有望开发出更有效的治疗方法，改善患者的生活质量。

名称	货号	规格
Anti-ALK-1 antibody [MM0015-8G33]	ab51870-100ug	100ug
Anti-LYVE1 antibody [EPR13067(2)]	ab183501-100ul	100ul
Anti-PROX1 antibody [EPR3128(2)]	ab124910-100ul	100ul
Anti-PROX1 antibody [EPR3128(2)]	ab124910-40ul	40ul

文献解析|动脉淋巴样内皮细胞：遗传性出血性毛细血管扩张症2型血管畸形的关键