Сосудистая система играет важнейшую роль в развитии многих заболеваний, влияя на прогрессирование болезни, эффективность лечения и результаты лечения пациентов. Под термином «сосудистая сеть» понимается вся сеть кровеносных сосудов, включающая артерии, артериолы, вены, венулы и капилляры. Вся система кровообращения, включая все эти сосуды, выстлана эндотелиальными клетками (ECs). Этот слой ECs толщиной в одну клетку, также известный как сосудистый эндотелий (VE), служит важнейшим интерфейсом между циркулирующей кровью и тканями организма, а недавно был назван самым большим эндокринным органом в организме. ECs вырабатывают и выделяют различные вазоактивные факторы, которые помогают регулировать кровоток (оксид азота, NO, и эндотелин-1), артериальное давление (angiotensin-converting enzyme, ACE), свертываемость крови (фактор фон Виллебранда, vWF) и фибринолитический баланс (prostacyclin и тканевой активатор плазминогена, tPA). Активация ECs изменяет экспрессию определенных генов (таких как фактор роста эндотелия сосудов A, VEGFA и ангиопоэтин-2, ANGPT2), и при чрезмерной активации эти клетки могут стать дисфункциональными или способствовать ненужному ангиогенезу. Эндотелиальные клетки (ECs) демонстрируют аномальную активацию или дисфункцию при целом ряде заболеваний, таких как атеросклероз, диабет, ожирение, нейродегенеративные заболевания и болезни печени; однако их точная роль и пути, на которые они влияют в регуляции метаболического гомеостаза, до сих пор остаются малоизученными (Peng et al, 2021;Pober et al., 2009;Ungvari et al., 2018)
Очень важно понять роль сосудистых факторов в нормальных и больных сосудах для разработки целевых терапий и профилактических стратегий для различных состояний здоровья. В серии статей, собранных в номере под названием «The emerging role of endothelial cells in vascular and metabolic disorders; endothelium regeneration and vascular repair is the future for therapeutics», представлены новые представления о сосудистых опосредованных нарушениях и потенциальных терапевтических мишенях. В обзоре группы Zhu рассказывается о нескольких около-операционных факторах, таких как изменение температуры, боль, использование опиоидов и анестезия, которые могут нарушить blood-brain barrier (BBB), особенно у пожилых людей или тех, кто страдает нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера (AD). Разрушение гематоэнцефалического барьера в около-операционный период напрямую связано с когнитивными нарушениями и может повышать риск послеоперационной смертности. Мозговой барьер - это сложная структура, образованная ECs, астроцитами, перицитами и внеклеточным матриксом, которые работают вместе, чтобы создать высокоселективный барьер. Хирургия сама по себе усиливает повреждение BBB, усиливая воспаление и нейровоспаление. Кроме того, анестезия также повреждает BBB, нарушая плотные соединения, что приводит к дисфункции эндотелия. Установлено, что дисбаланс микробиоты кишечника, возникающий в около-операционный период, усиливает повреждение BBB через нейротрансмиттеры и короткоцепочечные жирные кислоты. Использование пробиотиков способствует укреплению плотных спаек и снижению проницаемости ВВВ, восстанавливая целостность эндотелия и улучшая когнитивные показатели. В другом обзоре группы Rahbarghazi подчеркивается роль аутофагии в функционировании сосудистых клеток, в частности перицитов, как в физиологических, так и в патологических условиях. Перициты, которые покрывают ECs в большинстве органов и тканей, как известно, необходимы для целостности сосудов. Аутофагия многих различных типов клеток, включая перициты, действует как механизм ранней резистентности против метаболических нарушений. В данной обзорной статье рассматриваются механизмы, лежащие в основе как защитной, так и пагубной роли аутофагии в перицитах. Аутофагия играет двойную роль в перицитах, особенно в условиях диабета, влияя на миграцию и выживание перицитов. Нарушение регуляции аутофагии может приводить к дисфункции перицитов, нарушая целостность BBB и способствуя развитию сосудистых осложнений при диабете.
В оригинальном исследовании, опубликованном в этом специальном выпуске, группа Ding изучает механизмы фиброза печени и выявляет новую функцию рецептора токсина сибирской язвы 2 (ANTXR2) в печени. Гепатоцеллюлярная карцинома (ГЦК), также известная как рак печени, возникает, когда опухоль растет на печени. Уровень смертности от ГЦК растет во всем мире, особенно в западных странах. Фиброз печени остается самым высоким фактором риска развития ГЦК, влияющим на кровообращение в печени. Интересно, что из-за изменения образа жизни алкоголизм способствует развитию фиброза печени в большей степени, чем инфекции гепатита В или С. Проанализировав данные секвенирования одноклеточной РНК из цирротической и здоровой печени, эта группа обнаружила, что ANTXR2, экспрессирующийся в эндотелиальных клетках (ECs), играет важнейшую роль в регуляции активности матриксной металлопротеиназы 2 (ММП2). MMP2 разрушает внеклеточный матрикс (ECM) и предотвращает чрезмерный фиброз. Эксперименты с нокаутом показали, что отсутствие ANTXR2 в ECs приводит к более тяжелому фиброзу печени, в то время как сверхэкспрессия уменьшает его. Защитная роль ANTXR2 при фиброзе печени делает его перспективной терапевтической мишенью.
Еще одно интересное исследование - отчет группы Kolonin - проливает свет на то, как ECs играют жизненно важную роль в здоровье сосудов, а их старение способствует старению и развитию заболеваний. Эта группа изучала эффекты нокаута гена telomerase reverse transcriptase (TERT) в ECs и сосредоточилась на его независимых от теломер функциях. TERT защищает от старения, но его инактивация в ECs приводит к увеличению экспрессии маркеров старения и дисфункции эндотелия, особенно в жировой ткани. С помощью секвенирования РНК и одноклеточного анализа в исследовании показано, что у мышей TERT-EC-KO, которых кормили высококалорийной диетой, наблюдается усиленное клеточное старение и изменения иммунных клеток. Полученные результаты подчеркивают роль TERT в здоровье ECs, обеспечивая модель для изучения старения эндотелия и потенциальных методов лечения.
Наконец, группа Feng исследует связь между двумя сосудистыми заболеваниями: пролиферативной диабетической ретинопатией (PDR) и болезнью Альцгеймера (AD). PDR - серьезное осложнение диабетической ретинопатии (DR), при котором на сетчатке вырастают аномальные новые кровеносные сосуды. DR - это сосудистое осложнение диабета, которое возникает, когда высокий уровень сахара в крови повреждает кровеносные сосуды сетчатки. Сосудистые изменения также играют центральную роль в прогрессировании AD. Эта группа повторно проанализировала и сравнила данные scRNA-seq из фиброваскулярной мембраны человека (FVM) при PDR и данные sn-RNA seq из сосудистой оболочки гиппокампа человека при AD. Они определили, что сигнальный путь белка-предшественника амилоида-бета (APP) отвечает за взаимодействие в сосудистой системе между PDR и AD, поскольку он влияет как на ECs, так и на макрофаги. Полученные данные позволяют предположить, что DR может служить биомаркером риска развития AD, указывая на общие патогенетические пути.
Хотя концепции, связанные с сосудистыми заболеваниями, были признаны на протяжении веков, значительные вехи появились в 20 веке с возможностью выявления и вмешательства в сосудистые заболевания с помощью лекарственных препаратов. Понимание сосудистых заболеваний продолжает развиваться благодаря достижениям в области медицинских исследований и технологий.
