在这项发表在《循环研究》杂志上的研究中，北卡罗来纳大学医学院的研究人员发现了一种名为VE-cadherin的蛋白质，它是维护为心脏服务的淋巴管的关键因素。将VE-cadherin从新生小鼠和成年小鼠的淋巴管中删除，会导致心脏淋巴管退化并最终消失。他们还发现这些血管功能不正常。有趣的是，心脏淋巴管的缺失与心脏功能受损的恶化无关，即使是在实验诱发的心脏病发作后也是如此。
“每个人都认为心脏淋巴管会防止液体的异常积聚的关键心脏损伤后,但我们的研究表明可能不是这样,”研究高级作者凯萨琳Caron表示,博士,教授和主席UNC细胞生物学和生理学。“我们的工作也强调了这样一个事实，即淋巴管往往在身体的不同部位具有非常特殊的功能。”
科学家们使用了一组经过改造的小鼠，使得VE-cadherin基因可以在特定的时间从淋巴细胞中选择性地删除。之前的研究发现，VE-cadherin的缺失对不同器官(如肠道和皮肤)的淋巴管有深刻而多样的影响。然而，VE-cadherin缺失在心脏淋巴管中的具体作用尚未被描述。
在北卡罗来纳大学教堂山分校的研究生Natalie Harris和Natalie Nielsen领导的实验中，研究人员发现，在新生小鼠中，甚至在成年小鼠中，删除VE-cadherin基因会导致心脏淋巴管严重退化。这本身就是一个惊人的观察结果，证明了VE-cadherin在维持心脏淋巴管中的重要性。研究人员还确定了VE-cadherin发挥这种维持作用的一些关键分子信号通路。
但研究人员也将这些心淋巴缺陷小鼠作为一种新的模型来研究心淋巴在正常心脏功能和损伤后心脏修复中的作用。这里的发现非常出人意料。
与心脏淋巴管正常的老鼠的心脏相比，几乎没有淋巴管的老鼠的心脏似乎跳动和泵血正常。他们没有积液和肿胀，这是经常发生的组织在身体局部淋巴管中断。这是令人惊讶的，因为研究人员证明了这些VE-cadherin缺失的心脏淋巴管在基线时功能不正常。在实验诱发的心脏病发作后，缺乏淋巴的心脏的功能并不比正常淋巴的心脏差。
研究心脏的科学家普遍认为，心脏淋巴管在正常心脏功能中有重要的支持作用，但在损伤后的修复中也有重要作用。许多先前的研究表明，在心脏病发作后，实验性地增加心脏淋巴管的生长可以改善心脏功能。据推测，这种效果是由于防止液体积聚和肿胀，也被称为水肿。
“这个有趣的老鼠模型告诉我们，防止心脏水肿可能不是心脏淋巴管受伤后的主要功能，”Caron说，他也是北科大麦卡利斯特心脏研究所的成员。
基于他们的新发现，Caron和同事们计划探索淋巴管是否在支持心脏方面有其他重要功能。例如，淋巴系统，包括由淋巴管高速公路连接在一起的淋巴结，帮助免疫系统检测感染和损伤，调动适当的反应，并在损伤和修复过程中让免疫细胞进出组织。Caron的实验室现在正在研究心脏淋巴管中这些潜在的免疫相关功能。
该研究得到了美国国立卫生研究院(nih) (HL1290986, DK119145, T32HL069768, F31 HL143836, T32CA071341, T32GM133364-01A1, R35HL155656, RO1 HL142905)和美国心脏协会的资助。
Journal Reference:
Brandon J. Nakashima, Young-Kwon Hong. VE-Cadherin: A Critical Sticking point for Lymphatic System Maintenance: Role of VE-Cadherin in Lymphatic Maintenance. Circulation Research, 2022; 130 (1): 24 DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.121.320497