SCF/c-KIT轴在周细胞TNT引导的血管分支中的作用

《Fluids and Barriers of the CNS》：Role of SCF/c-KIT axis in pericyte TNT-guided vessel branching

　　

摘要

背景

在发育中的人类大脑中，源自神经嵴的前脑周细胞被认为在新生血管的前端发挥作用。这些复合芽结构由内皮细胞尖端以及更为成熟的周细胞延伸的隧道纳米管组成，后者在血管分支过程中形成“血管间桥梁”。为更好地理解周细胞隧道纳米管引导的血管生长过程，我们对c-KIT（CD117）受体及其配体SCF进行了免疫定位，因为它们可能是参与周细胞驱动的芽生过程中内皮细胞与周细胞相互作用的“非典型”信号通路。

方法

我们在人类发育中的大脑组织及胶质母细胞瘤样本上采用了免疫荧光高分辨率共聚焦显微镜技术和3D建模技术。通过依次扫描20微米厚的组织切片，并以NG2蛋白聚糖作为未成熟/重新激活的周细胞的标志物，以及胶原蛋白IV型作为与隧道纳米管相关的细胞外基质分子，从而识别出隧道纳米管。此外，还利用共聚焦显微镜辅助的形态测量技术来评估大脑和肿瘤血管网络中NG2⁺隧道纳米管的密度。而c-KIT和SCF的细胞及亚细胞定位则是通过同时用NG2和内皮细胞标记物CD31进行双染色来实现的。

结果

在发育中的大脑组织和胶质母细胞瘤样本中，P-TNTs都与从母血管中长出的周细胞或位于复合血管芽远端边缘的周细胞相关联。与胶质母细胞瘤的外周区域相比，胎儿大脑中的隧道纳米管数量更多，而在肿瘤核心区域则显著减少。在胎儿和肿瘤样本中，c-KIT⁺/SCF⁺型内皮细胞都靠近c-KIT^?/SCF⁺型周细胞。在胎儿大脑微血管的内皮细胞中，c-KIT呈现双膜定位和核定位现象，而在肿瘤血管的内皮细胞中则几乎检测不到这种核定位现象。

结论

P-TNTs与内皮细胞和周细胞组成的复合芽结构在原位紧密相连，似乎在血管侧支生成过程中发挥着双重作用：既能够连接相距较远的血管，又能引导血管的生长。在内皮细胞和周细胞中观察到的c-KIT和SCF的互补性细胞分布表明，内皮细胞自身的自分泌/旁分泌SCF/c-KIT信号通路以及周细胞产生的旁分泌/邻近效应SCF信号都可能有助于周细胞驱动的血管分支过程。在胶质母细胞瘤样本中也观察到了类似现象，这进一步提示周细胞及其P-TNTs可能参与了肿瘤的血管生成过程，不过在胎儿组织和胶质母细胞瘤组织中，新生内皮细胞的c-KIT表达存在明显的亚细胞差异。