中大醫學院聯同中國科學院（中科院）分子細胞科學卓越創新中心的研究團隊，首次利用革命性的遺傳譜系示蹤技術，揭示受損心臟內新生側支動脈的形成機制；並發現心肌內毛細血管可轉化為側支動脈，恢復缺血區域的血流供應，猶如搭建天然的應急橋樑。

（左起）中大醫學院化學病理學系博士研究生侯楊峰；中大醫學院化學病理學系呂愛蘭教授；及中國科學院分子細胞科學卓越創新中心周斌教授。

香港中文大學（中大）醫學院聯同中國科學院（中科院）分子細胞科學卓越創新中心—香港中文大學心血管科學聯合實驗室的研究團隊，首次揭示受損心臟內新生側支動脈的形成機制。

研究成果已於頂尖學術期刊《科學》（Science）發表。是次研究突破過往科學界認為新動脈主要源自現有動脈的傳統認知，為缺血性心臟病治療開闢嶄新路徑。研究團隊發現，當冠狀動脈出現阻塞，心肌內的毛細血管可經「升級改造」，轉化為側支動脈，恢復缺血區域的血流供應，猶如搭建天然的應急橋樑。

全新遺傳譜系示蹤技術  追蹤側支動脈形成過程

在香港，冠狀動脈心臟病（冠心病）是最常見的心臟疾病，逾半數心臟病死亡個案都是冠心病所致。心臟每日不停跳動，有賴冠狀動脈輸送氧氣和營養。冠狀動脈一旦堵塞，下游心肌會因缺血受損甚至壞死，導致心肌梗死（即心臟病發作）。目前臨床主要透過俗稱「通波仔」的心血管植入支架手術，或開胸「搭橋」手術治療冠心病。然而，此兩種手術仍存有局限和風險，尤其對於心血管多處阻塞的瀰漫性心血管栓塞患者而言。

不過，部分人的心臟具備天然的「備用方案」。當主要冠狀動脈受阻，側支動脈可繞過堵塞區域，輸送血液至缺血的心肌。然而，這些「生命之橋」從何而來，一直是困擾科學界的難題。

為解開心臟如何自行修復的謎團，中國科學院分子細胞科學卓越創新中心—香港中文大學心血管科學聯合實驗室周斌教授的團隊，開發了一種革命性的遺傳譜系示蹤技術——「細胞接觸歷史記錄儀」，能夠在不依賴傳統標記物和誘導劑的情況下，永久標記成熟的動脈內皮細胞。同時，團隊還建立一套精準度高的追蹤系統，專門捕捉毛細血管轉變為動脈的過程，並有效遮蔽未發生變化的毛細血管背景信號。這項技術猶如在夜間地圖上，只點亮正在擴建的道路，讓研究人員可精準觀察血管「升級」的整個過程。

研究團隊利用這項新技術，發現當如同「高速公路」的冠狀動脈中斷時，平時不起眼的「小巷」毛細血管會迅速啟動「升級改造工程」，不斷拓寬、加固毛細血管，最終形成具備完整動脈結構及供血功能的側支動脈，繞過阻塞部位，連接兩條主要血管，為受損心肌重新輸送血液和養分。

VEGFA-YY1信號軸——血管升級改造的總指揮

基於上述發現，周斌教授團隊與中大醫學院呂愛蘭教授的研究團隊合作，進一步探究「小巷變公路」的改造工程如何完成。雙方團隊發現，血管內皮生長因子A（VEGFA）屬驅動此過程的關鍵因子。小鼠研究顯示，當短暫提高受損心臟的VEGFA水平後，可顯著促進毛細血管向動脈轉化，並減少心肌缺血範圍和改善心臟功能。然而，研究團隊同時觀察到當VEGFA信號過度活躍，又會產生大量不成熟的動脈血管，無法正常運作。

參與研究的中大醫學院化學病理學系博士研究生侯楊峰先生說：「為實現短暫而高效的遞送，團隊採用一種mRNA治療策略，將VEGFA輸送至心臟以促進修復。從機制上來說，VEGFA可激活關鍵下游轉錄因子YY1，引導毛細血管轉化成動脈。這項發現闡明了血管網絡重塑的分子調控機制，為未來治療提供精準靶點。」

開啟心血管疾病治療新紀元

研究通訊作者、中國科學院分子細胞科學卓越創新中心周斌教授說：「現時治療嚴重冠心病，普遍採用心血管植入支架手術，或開胸進行『搭橋』手術。然而，對心血管多處阻塞的瀰漫性心血管栓塞患者而言，此兩種手術仍存有局限。這項研究不僅刷新對心臟自我修復能力的認知，更為全球頭號死因——缺血性心臟病患者帶來切實希望。」

研究通訊作者、中大醫學院化學病理學系呂愛蘭教授補充：「未來，科學家有望通過精準調控VEGFA-YY1信號通路，激發心臟自身修復潛力，促進側支循環的有效建立。團隊現時已就此通路引導、組織靶向的調控策略展開臨床研究，期望可為所有缺血性心臟病患者提供更加溫和、安全的新療法。」

呂愛蘭教授表示，是次研究發現透過調控VEGFA-YY1信號通路，或可激發心臟自身修復潛力，促進側支動脈建立，團隊期望下一步可於大灣區展開臨床研究，以證實發展相關藥物的療效。

周斌教授表示，團隊利用約七年時間研究，開發了全新遺傳譜系示蹤技術，有效追蹤側支動脈形成過程，解開「生命之橋」來源之謎；是次研究更發現可透過VEGFA促進天然生成細胞遷移，相信未來可為患者提供更安全的新療法。