·综述·
妊娠10周(受精后8周)内的胚体称为胚胎，是主要器官完成分化的时期。良好的血管形成对于该时期胚胎发育、着床、侵入母体及构建母体-胚胎之间丰富毛细血管网极其重要，它不仅是妊娠早期胚胎摄取氧气、必需营养物质、去除不必要的代谢废物的基础，也是妊娠中晚期胎盘形成、胎儿组织分化、生长发育、提供与母体间物质交换的重要核心。因此近年来血管形成对胚胎发育的研究及影响越来越受到重视。
胚胎血管形成在受精后约18至20 d开始于胎盘绒毛中，并伴随成血管细胞簇出现。血管系统这种过早发育的器官是向快速生长的胚胎提供营养和氧气所必需。胚胎血管形成过程依赖于血管发生、血管生成两种形式。其中血管发生是指由原位成血管细胞分化为内皮细胞并迁移形成原始新生血管的过程；而血管生成是指来自预先存在的血管以发芽、增殖的形式形成毛细血管丛的过程。血管发生和血管生成是两种重要的调控各种生理的生物学机制，包括胚胎及胎儿发育、心脏和骨骼肌对体育锻炼的反应及伤口愈合等。
1.Elabela：Elabela是一种新的血管紧张素受体AT1相关的受体蛋白APJ的受体内源肽配体。APJ为七跨膜G蛋白偶联受体，Apelin是APJ的内源性配体 [1]。众所周知，Apelin和APJ受体广泛分布于多种器官，包括心脏、血管内皮、血管平滑肌细胞、脑、肾、胃、肺、脂肪组织、睾丸、卵巢和腺体，尤其是心血管系统。Apelin / APJ系统在各种生理和病理过程中发挥着重要作用，如心血管发育，血压调节，免疫调节，细胞凋亡与增殖、葡萄糖代谢，脂肪代谢及血运重建。最近两个独立的研究小组确定了一种新的APJ受体内源肽配体，命名为Elabela [2-3]，也称为Ela，官方名称Apela,是一种含有32个氨基酸的循环肽激素。
Elabela的关键作用已在血管发生/血管生成中被揭开。Elabela在肾脏[4]和成人前列腺组织中表达[5]，诱导血管生成，并使小鼠的主动脉血管舒张[5]。显而易见Elabela可充当循环系统的调节剂[2，5-6]。成血管细胞向中线的迁移是大型轴向血管—背主动脉和主要静脉形成的核心，它们是心血管系统发育的基础。血管内皮生长因子是胚胎和成体生物中血管生长的主要调节因子，先前已报道血管内皮生长因子调节成血管细胞向中线迁移[7]。然而，Helker等[8]报道，斑马鱼胚胎中血管内皮生长因子信号通路的缺陷对成血管细胞迁移并没有影响，这表明存在另一种指导成血管细胞迁移的内源性信号。Xu等研究报道，血管母细胞向中线的迁移依赖于APJ受体[9]。但是，内源性Apelin(APJ的配体)不足以指导成血管细胞迁移。Elabela[1-2]被证明可以指导并帮助成血管细胞迁移到中线，更重要的是，Elabela起着主导作用，Apelin在调节成血管细胞迁移方面只具有微小的附加作用。根据这些结果可以提出Elabela是调节血管发生的关键步骤。
最近动物性研究证实Elabela在胚胎发育中发挥关键作用，如内胚层分化、心脏形态发生及骨骼形成[9]。而其在胚胎血管形成过程中的作用机制有待进一步研究。
2. 乳腺癌扩增序列3(breast cancer amplification sequence 3，BCAS3)：BCAS3是一种细胞骨架蛋白，可在体外促进细胞定向迁移和血管发生，并与人类癌症和冠状动脉疾病有关。最近研究发现BCAS3在小鼠原始红细胞、血管前体细胞和内皮细胞中表达[10]。由此得出BCAS3可能参与了小鼠胚胎血管形成过程。
Shetty等[11]进一步证实了这一推测，他们采用了组织特异性基因消融技术敲除小鼠胚胎内皮细胞中BCAS3基因后，其RNA和蛋白质水平明显降低，证实在此阶段BCAS3主要表达在内皮细胞中,并且发现小鼠胚胎背主动脉和椎间静脉血管在内的主要血管是不连续且杂乱的。在头部和间质血管(interstitial blood vessel，ISV)的形态学和脉管系统中显示出明显的血管发生缺陷，如血管发芽缺陷，毛细血管减少以及未能发芽成毛细血管的间质血管(ISV)分支受损，致BCAS3 缺失胚胎在胚胎期9.5 d死亡。表明BCAS3对于小鼠胚胎血管生成很重要。该研究也发现BCAS3在正常胚胎卵黄囊血管系统中强烈表达，血管的免疫染色显示BCAS3缺失胚胎的卵黄囊血管是不规则且苍白的，而对照组小鼠卵黄囊中可以看到规则蜂窝状血管网络，表明BCAS3对于胚胎卵黄囊血管网络重塑至关重要[11]。可见内皮BCAS3是小鼠胚胎早期血管重塑的必要条件，且在小鼠血管发生中起重要作用，而在人胚胎血管形成中的作用尚未见报道，有待进一步研究。
3. 浆膜蛋白-4B受体(nogo-breceptor，NgBR)：NgBR是一种跨膜蛋白,是神经轴突生长抑制因子B(neurite outgrowth in hibitor,Nogo-B)的受体[12]。Nogo-B是Nogo家族中唯一一种在血管中表达的亚型。NgBR是Nogo-B和血管内皮生长因子趋化作用所必需，也是血管内皮细胞迁移所必需[12]。一些研究表明NgBR在体内对小鼠和斑马鱼的胚胎和血管发育起关键作用[13-14]。完全缺乏NgBR导致植入前胚胎于胚胎期6.5 d死亡，提示其在动物早期胚胎血管发育中有重要作用[13]。
Rana等人研究显示敲除小鼠胚胎内皮细胞特异性NgBR，结果小鼠胚胎于胚胎期11.5 d死亡，并且具有严重的血管组装缺陷[15]。从机制上讲NgBR缺失可通过消除丝/苏氨酸蛋白激酶磷酸化，降低Nogo-B和血管内皮生长因子刺激的内皮细胞迁移。
同样，Park等人利用基因消融技术敲除小鼠胚胎内皮细胞NgBR，结果显示敲除内皮特异性NgBR导致胚外血管卵黄囊和胚胎本身的血管发育缺陷，导致早期胚胎死亡，其机制涉及内皮细胞中NgBR的缺失会导致细胞增殖减少并促进细胞凋亡，以及关键内皮蛋白(包括血管内皮生长因子受体2，血管上皮钙粘蛋白)的糖基化缺陷所致。而蛋白质N-糖基化对于胚外和胚胎组织中血管发育有重要作用，如糖基化的血管内皮生长因子受体2调节血管内皮生长因子受体2运输，信号传导，血管重塑和血管生成[16]。可见NgBR在胚胎血管发育过程中的作用不可小觑。
4. 转录因子SOX7(SPY related high mobility group box 7,SOX7)：SOX基因家族编码一组转录因子，其中SOX F亚组像其他SOX因子一样，具有高迁移率DNA结合域且能识别AACAAT共有序列[17]。SOX F亚组包括SOX7，SOX17和SOX18，越来越多的证据表明他们在心血管发育中具有重要作用[18]。然而，SOX17具有多效功能并调节各种过程，包括：胎儿造血干细胞增殖[19] 及心血管发育期间的动脉规范[20]。SOX18的缺乏导致其作用受限制，引起淋巴管生成的特定缺陷[21]。相比之下，SOX7的功能作用更受广大研究者的关注，最近研究发现在小鼠胚胎血管发育早期，转录因子SOX7是血管发生和血管生成所必需[22]。
在胚胎发育过程中，第一个血管通过血管发生在胚胎外卵黄囊中形成，而血管发生在中胚层祖细胞形成血岛后开始[23]。血岛内部的细胞分化为血细胞，而外部的细胞分化成内皮前体细胞(endothelial precursor cell，EPC)，其迁移并缔合形成原始血管丛[24]。在胚胎中，EPCs迁移形成内皮细胞和弦，分化成主要的动脉和静脉[25]。SOX7在小鼠胚胎大部分EPC、血液岛中表达[22]。Wat等研究表明Sox7缺失小鼠胚胎的大体形态学检查提示存在潜在的血管缺陷[26],如在胚胎期10.5 d出现血管生成、分支和发芽缺陷[27]。另外两个研究也发现Sox7完全敲除后胚胎在血管发生和血管生成方面具有严重缺陷，Sox7完全缺乏导致胚胎期10.5 d的完全渗透性胚胎致死表型，其特征在于严重的生长迟缓以及卵黄囊中没有大血管[3，18]。由此可见在胚胎发育早期，转录因子Sox7在血管形成过程中对血管发生和血管生成是至关重要的。
5. 激活STAT-1蛋白抑制剂(protein inhibitor of activated STAT1,PIAS1)：Pias1是少数已知的泛素修饰物E3(SUMOylation E3,SUMOE3)连接酶之一。Pias1涉及多种重要的生物过程，包括先天免疫，DNA修复和表观遗传调控等功能[28-29，30]。
最近Constanzo等人研究发现Pias1主要表达于小鼠胚胎内皮细胞中，在小鼠胚胎发育中有重要作用，Pias1缺失会损害小鼠胚胎卵黄囊血管生成，并导致毛细血管丛形成缺陷[31]。研究也发现敲除胚胎Pias1以后，小鼠胚胎卵黄囊血管内出现显著细胞凋亡及红细胞损失，大约90%的Pias1敲除后，胚胎在胚胎期10.5 d和12.5 d之间在子宫内死亡，幸存的10%可能是其他Pias家族成员Pias3或Pias4或SUMOylation机制成员如SUMOE3连接酶的补偿结果。有学者表示由Pias1缺失引起的胚胎红细胞生成缺陷最有可能是造成小鼠胚胎致死的原因[31]，因为胚胎期9.5 d和12.5 d之间，循环红细胞通过营养输送和气体交换来支持胚胎生长及存活[32]，并参与小鼠胚胎卵黄囊血管发生，促进内皮重塑和毛细血管丛的形成[33]。由此可见，在小鼠胚胎发育过程卵黄囊中的红细胞生成和新生血管生成是相互作用的过程。Pias1是小鼠胚胎中卵黄囊红细胞生成和血管生成的重要调节因子。
综上所述，在妊娠期良好胚胎血管形成对于胚胎的发育是必须的，可使母体-胚胎这两个循环系统保持密切接触。胚胎血管形成的显著缺陷导致胚胎发育不良、畸形甚至死亡。目前，约50%原因不明胚胎停育与血管生成及血管发生缺陷、减少，血管功能不全、微血管密度数量异常等所导致胚胎供血不足密切相关。胚胎停育的发病率呈现出了逐年升高的趋势，是影响育龄期妇女生殖健康及心理健康的重大疾病之一，受到了国内外学者的关注和重视，因此，对血管形成与胚胎发育关系的深入研究具有重要的科学价值和临床实践价值。
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