中大医学院联同中国科学院（中科院）分子细胞科学卓越创新中心的研究团队，首次利用革命性的遗传谱系示踪技术，揭示受损心脏内新生侧支动脉的形成机制；并发现心肌内毛细血管可转化为侧支动脉，恢复缺血区域的血流供应，犹如搭建天然的应急桥梁。

（左起）中大医学院化学病理学系博士研究生侯杨峰；中大医学院化学病理学系吕爱兰教授；及中国科学院分子细胞科学卓越创新中心周斌教授。

香港中文大学（中大）医学院联同中国科学院（中科院）分子细胞科学卓越创新中心—香港中文大学心血管科学联合实验室的研究团队，首次揭示受损心脏内新生侧支动脉的形成机制。

研究成果已於顶尖学术期刊《科学》（Science）发表。是次研究突破过往科学界认为新动脉主要源自现有动脉的传统认知，为缺血性心脏病治疗开辟崭新路径。研究团队发现，当冠状动脉出现阻塞，心肌内的毛细血管可经「升级改造」，转化为侧支动脉，恢复缺血区域的血流供应，犹如搭建天然的应急桥梁。

全新遗传谱系示踪技术  追踪侧支动脉形成过程

在香港，冠状动脉心脏病（冠心病）是最常见的心脏疾病，逾半数心脏病死亡个案都是冠心病所致。心脏每日不停跳动，有赖冠状动脉输送氧气和营养。冠状动脉一旦堵塞，下游心肌会因缺血受损甚至坏死，导致心肌梗死（即心脏病发作）。目前临床主要透过俗称「通波仔」的心血管植入支架手术，或开胸「搭桥」手术治疗冠心病。然而，此两种手术仍存有局限和风险，尤其对於心血管多处阻塞的弥漫性心血管栓塞患者而言。

不过，部分人的心脏具备天然的「备用方案」。当主要冠状动脉受阻，侧支动脉可绕过堵塞区域，输送血液至缺血的心肌。然而，这些「生命之桥」从何而来，一直是困扰科学界的难题。

为解开心脏如何自行修复的谜团，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心—香港中文大学心血管科学联合实验室周斌教授的团队，开发了一种革命性的遗传谱系示踪技术——「细胞接触历史记录仪」，能够在不依赖传统标记物和诱导剂的情况下，永久标记成熟的动脉内皮细胞。同时，团队还建立一套精准度高的追踪系统，专门捕捉毛细血管转变为动脉的过程，并有效遮蔽未发生变化的毛细血管背景信号。这项技术犹如在夜间地图上，只点亮正在扩建的道路，让研究人员可精准观察血管「升级」的整个过程。

研究团队利用这项新技术，发现当如同「高速公路」的冠状动脉中断时，平时不起眼的「小巷」毛细血管会迅速启动「升级改造工程」，不断拓宽、加固毛细血管，最终形成具备完整动脉结构及供血功能的侧支动脉，绕过阻塞部位，连接两条主要血管，为受损心肌重新输送血液和养分。

VEGFA-YY1信号轴——血管升级改造的总指挥

基於上述发现，周斌教授团队与中大医学院吕爱兰教授的研究团队合作，进一步探究「小巷变公路」的改造工程如何完成。双方团队发现，血管内皮生长因子A（VEGFA）属驱动此过程的关键因子。小鼠研究显示，当短暂提高受损心脏的VEGFA水平后，可显著促进毛细血管向动脉转化，并减少心肌缺血范围和改善心脏功能。然而，研究团队同时观察到当VEGFA信号过度活跃，又会产生大量不成熟的动脉血管，无法正常运作。

参与研究的中大医学院化学病理学系博士研究生侯杨峰先生说：「为实现短暂而高效的递送，团队采用一种mRNA治疗策略，将VEGFA输送至心脏以促进修复。从机制上来说，VEGFA可激活关键下游转录因子YY1，引导毛细血管转化成动脉。这项发现阐明了血管网络重塑的分子调控机制，为未来治疗提供精准靶点。」

开启心血管疾病治疗新纪元

研究通讯作者、中国科学院分子细胞科学卓越创新中心周斌教授说：「现时治疗严重冠心病，普遍采用心血管植入支架手术，或开胸进行『搭桥』手术。然而，对心血管多处阻塞的弥漫性心血管栓塞患者而言，此两种手术仍存有局限。这项研究不仅刷新对心脏自我修复能力的认知，更为全球头号死因——缺血性心脏病患者带来切实希望。」

研究通讯作者、中大医学院化学病理学系吕爱兰教授补充：「未来，科学家有望通过精准调控VEGFA-YY1信号通路，激发心脏自身修复潜力，促进侧支循环的有效建立。团队现时已就此通路引导、组织靶向的调控策略展开临床研究，期望可为所有缺血性心脏病患者提供更加温和、安全的新疗法。」

吕爱兰教授表示，是次研究发现透过调控VEGFA-YY1信号通路，或可激发心脏自身修复潜力，促进侧支动脉建立，团队期望下一步可於大湾区展开临床研究，以证实发展相关药物的疗效。

周斌教授表示，团队利用约七年时间研究，开发了全新遗传谱系示踪技术，有效追踪侧支动脉形成过程，解开「生命之桥」来源之谜；是次研究更发现可透过VEGFA促进天然生成细胞迁移，相信未来可为患者提供更安全的新疗法。