8 مارس 2022- نرسیدن اکسیژن کافی به بخشهایی از بدن مانند قلب یا پاها که هیپوکسی نامیده می شود، نشانه ای برای بدن ما برای ساخت رگ های خونی بیشتر است. اکنون دانشمندان دریافته اند که برخی از شرکای غیرمعمول، کلیدی برای ساخت رگهای جدید هستند. دانشمندان کالج پزشکی جورجیا، گزارش دادند که سلول‌های اندوتلیالی که رگ‌های خونی موجود را می‌پوشانند، برای ساختن رگ‌های خونی جدید ضروری هستند. محققان دریافته اند که دو گیرنده در سطح سلول های اندوتلیال به هم می رسند و سپس به داخل سلول فرو می روند تا رشد رگهای جدید یا angiogenesisرا فعال کنند.

گزارش این تحقیق در مجله ی Nature Cell Biology منتشر گردید.

همانطور که از نام آن پیداست، گیرنده ی 2 فاکتور رشد اندوتلیال عروقی یا VEGFR2، معمولاً به VEGF، متصل می شود. VEGF یک پروتئین سیگنال‌دهنده است که رشد عروق خونی جدید را فعال می‌سازد، ، تا به داخل سلول‌ها بروند. CTR1 یک انتقال دهنده است که سبب می شود مس، یک عنصر معدنی ضروری برای بسیاری از عملکردهای مهم بدن، از جمله رگ زایی، نیز به داخل سلول برود.

دکتر  Masuko Ushio-Fukai، زیست‌شناس عروق، و دکتر  Tohru Fukai، زیست‌شناس عروق و متخصص قلب، می‌گویند: در مواجهه با هیپوکسی،VEGF  به طور طبیعی در خارج از سلول تحریک می‌شود و سپس NADPH اکسیداز، خانواده‌ای از آنزیم‌ها را فعال می‌کند، که گونه‌های فعال اکسیژن یاROS  را تولید می‌کنند، ROS  در این مورد مفید است زیرا سیگنال‌دهی سلولی را ممکن می‌سازد.

آنها برای اولین بار رویدادی که در مرحله بعدی رخ می دهد را کشف کردند: ROS سپس به سرعتCTR1  را تغییر می دهد، و باعث می شود گیرنده ی VEGF و این ناقل مس به یکدیگر در سطح سلول متصل شوند و در داخل سلول حرکت کنند تا سیگنالینگ VEGFR2 پایدار باقی بماند، که برای رشد عروق خونی جدید ضروری است.

دکتر Fukai می‌گوید: هنگامی که ما ناقل مس(CTR1) را مهار کردیم، رگ‌زایی شدیداً مختل شد. ما همچنین از توانایی ویرایش ژن CRISPR-Cas9 برای غیرقابل تغییر کردن CTR1 استفاده کردیم در این حالت رگزایی مجدداً به میزان قابل توجهی کاهش یافت.

دانشمندان بر روی مدل‌هایی از رشد عروق خونی در شبکیه ای که بسیار رگزایی شده و در بیماری شریان محیطی در یک اندام کار کردند.

در حالی که مدتها پیش ثابت شده بود که اتصال VEGF به گیرنده آن باعث رگزایی می شود، این اولین شواهد از اتصال گیرنده های مس و گیرنده ی VEGF است که به نظر می رسد یک ارتباط اولیه و مهم باشد.

دانشمندان مرکز زیست شناسی عروقیMCG ، می گویند: یافته های آنها همچنین CTR1 را به یک هدف درمانی منطقی در مواجهه با مشکلاتی مانند بیماری ایسکمیک قلبی که برای درمان آن به رگ های خونی بیشتری نیاز است، تبدیل می کند. همچنین می توان CTR1 را به طور بالقوه برای زمانی که این فرآیند در شرایطی مانند سرطان و رتینوپاتی دیابتی مخرب و مضر است، هدف قرار داد.

آزمایشگاه Ushio-Fukai نشان داده است که درمان سلول های اندوتلیال باVEGF ، باعث افزایش سطحROS  در آن سلول ها می شود. آزمایشگاه او متعاقباً نشان داد که ROS، که یک محصول جانبی استفاده ی ما از اکسیژن است، برای ترویج رگزایی ناشی از VEGF بسیار مهم است. آزمایشگاه Fukai بر تأثیر متابولیسم مس بر بدن، از جمله ناقل CTR1، تمرکز کرده است.

حالا آنها یافته ها را جمع بندی کرده و می‌گویند: هنگامی که ROS تولید می‌شود، CTR1 را تغییر می‌دهد، بطوریکه عملکرد آن تغییر می‌کند تا به شریکی برای اتصال به VEGFR2 تبدیل شود.

حداقل در این سناریو، وقتی که CTR1 در داخل سلول‌های اندوتلیال حرکت می‌کند، مس را با خود نمی‌برد، اما در سایر اقدامات موازی همچنان این کار را انجام می‌دهد، که این مزیت دیگری برای رگ‌زایی است.

 دکتر Ushio-Fukai می‌گوید: هنگامی که این اتصالات سبب تولید رگ‌های خونی جدید می شوند، سطحROS  پایین می‌آید و CTR1 آزاد می شود تا به سطح سلول بازگردد، جایی که کار عادی خود یعنی انتقال مس را به داخل از سر می‌گیرد.

آنها همچنین شواهدی در دست دارند که نشان می دهد همیشه مقداری CTR1 روی سطح سلول اندوتلیال باقی می‌ماند، که می‌تواند به کار معمول خود در استفاده از مس ادامه دهد، در این مورد به رگ‌زایی نیز کمک می‌کند.

آنها همچنین نشانه هایی دارند که نشان می دهد مس بیش از حد می تواند مخرب باشد. محققان آزمایشگاه دکتر Fukai‌ مشاهده کردند که مس در سلول‌های افراد دیابتی انباشته می‌شود، و به جای کمک به توانایی ساخت رگ‌های خونی جدید سالم که بیماران ممکن است به آن نیاز داشته باشند، آن را مختل می‌کند. آنها می گویند یک ناقل دیگر مس ، به نام ATP7A، که وظیفه اصلی آن تنظیم سطوح مس در داخل سلول ها است، احتمالاً یک هدف درمانی خوب در دیابت است، جایی که سطح ATP7A به طور غیر مشخصی پایین است.

مس یک ماده معدنی ضروری است که ما باید آن را در غذاهایی مانند آجیل و غلات کامل مصرف کنیم که همچنین برای موارد اساسی مانند ساخت گلبول های قرمز خون که حامل اکسیژن هستند، مهم است. مقدار زیادی CTR1 در روده وجود دارد که باعث جذب مس و استفاده از آن در سراسر بدن می شود.

در حالی که سلول های VEGF و اندوتلیال هر دو برای رگزایی ضروری هستند، انواع سلول های دیگر مانند پلاکت ها، سلول های ایمنی به نام ماکروفاژها و حتی سلول های تومور هستند که VEGF را می سازند.

مانند مس، سطوح فیزیولوژیکی ROS برای عملکردهای بدن مانند سیگنال دهی سلولی مهم است، اما سطوح بالای ROS تولید شده از عادات ناسالم مانند سیگار کشیدن و رژیم غذایی غربی پر نمک، منجر به بیماری می شوند و شرایطی مانند فشار خون بالا و آترواسکلروز به نوبه خود ROS را افزایش می دهند.

منبع:

https://www.sciencedaily.com/releases/2022/03/220308102733.htm