血管內皮生長因子（Vascular Endothelial Growth Factor , VEGF）在血管生成（angiogenesis）、血管通透性調節以及細胞增殖和存活中起關鍵作用，主要效應細胞為內皮細胞（ECs）[1]。VEGF家族包括VEGF-A/B/C/D/E、胎盤生長因子（PIGF）共6個成員，根據其外顯子剪切的不同，主要分為5種亞型，再根據氨基酸的長短依次命名為VEGF145、VEGF165、VEGF121、VEGF189、VEGF206，其中VEGF165是最常見且生物活性最強的亞型之一，也是內皮細胞分泌最活躍且分布最廣泛的因子[2]。
VEGF發現歷史[1]
VEGF165通過與細胞表面的受體（如VEGFR-1/23）結合，激活下游信號通路，在促進血管生成、組織修復、胚胎發育過程中發揮重要作用。
VEGF的激活和信號[1]
毛囊干細胞誘導分化血管內皮細胞[2]
2017年，浙江中醫藥大學附屬江南醫院的研究者在J Cell Mol Med期刊上發表了一篇論文，該研究通過VEGF165誘導毛囊干細胞（rHFSC）分化為內皮細胞，為了進一步論述實驗的可靠性，作者通過裸鼠體內驗證了新生血管的生成，設計了3組實驗（PBS + Matrigel、VEGF165 + Matrigel、VEGF165 + rHFSCsGFP + Matrigel），結果證明PBS + Matrigel組幾乎沒有血管形成，VEGF165 + Matrigel組表現出形成血管的能力且有新生血管，VEGF165 + rHFSCsGFP + Matrigel）組具有明顯的新生血管網絡?？傊?，該研究改進和優化了rHFSC的分離、培養和純化方法，并建立了誘導 rHFSCs分化為內皮細胞的方法，并在體內探究了體內促血管生成的過程，為血管構建、血管成形術和傷口早期血管形成提供了理論基礎，并為使用組織工程皮膚臨床治療缺血性疾病提供了新的見解。
圖1 A-原代毛囊干細胞 B-VEGF165誘導后血管內皮標志物對比
圖2 裸鼠體內新生血管驗證
iPSC誘導分化為血管內皮細胞[3]
內皮細胞（EC）排列在血管內壁上，調節血管張力、結構和炎癥。ECs對于維持血管穩態至關重要，ECs功能障礙在驅動動脈粥樣硬化和高血壓等普遍的血管病變中起著關鍵作用。由于原代人ECs難以獲得，可塑性和增殖能力有限，因此相比之下，iPSC為各種應用（包括疾病建模、細胞治療、組織移植血管化和微生理系統）生成EC提供了潛在的無限來源。
2021年，國外一篇研究通過VEGF165誘導法建立了由iPSC生成血管內皮（viEC）的方案，經過7天的時間，將從350萬個人iPSC中分化多達5500萬個血管內皮細胞（viEC），并對生理剪切力下的血管內皮細胞的行為進行了研究。該方案產生的viEC表現出內皮細胞的多種特征功能，包括EC標志物表達、流向對齊、敏感基因的上調等，生成的內皮細胞可產生一氧化氮，響應內皮一氧化氮合酶 （NOS3） 反應，以維持血管穩態。
圖3 實驗設計示意圖（左） ECs標記物（右）
血管化前沿進展
自2009年研究者對血管化技術的首次探索，經過近20年的發展歷程，雖然已成功構建多種血管化類器官模型，但通常缺乏清晰、完善的血管系統，對自組織血管網絡形成的機制探究極為匱乏。
近日，國外專家于頂刊Science上發表了一篇重磅論文，該報道從人多能干細胞（hPSCs），在多種血管化誘導因子VEGF/FGF2/PDGF-BB/TGF-β1等的作用下，首次在體外構建了與6.5周人類胚胎心臟發育階段相似的心臟血管類器官（具有心肌細胞、內皮細胞和平滑肌細胞），精確模擬了人類胚胎發育早期心臟的血管形成過程[4]。
該研究不僅構建了兼具血管功能和結構的血管化類器官，也證明了血管生成機制可能是保守的，該研究結果不僅可用于體外心血管機制的深入探索，并且具有可預見的普適性，不僅對于類器官技術的發展具有關鍵推動作用，也為發育生物學、先天缺陷疾病建模帶來新的突破。
內皮細胞在血管生成、血管形成和分化過程中起著至關重要的作用，特別是在血管內皮細胞分化和血管化類器官構建中。VEGF165是誘導iPSC向血管內皮細胞（Endothelial Cells, ECs）分化的關鍵因子，可以顯著提高iPSC分化的效率以及血管生成，因此，在心臟、肝臟、腎臟等器官的類器官培養中，VEGF165有助于類器官血管網絡的形成和功能成熟，為組織工程、再生醫學和疾病模型研究提供強有力的工具。
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近岸蛋白可提供高活性、高批間一致性的血管生成相關培養因子，包括VEGF165、FGF basic,、PDGF、 ANG、PGF、CXCL趨化因子等，覆蓋人屬、鼠屬，助力體外血管化技術的研究與發展。
VEGF165批間一致性數據
Measured by its ability to induce calcineurin- NFAT signaling in 293-VEGF Res cells. Two independent lots were tested for activity and plotted on the same graph to show lot-to-lot consistency of VEGF165.
血管生成相關細胞因子
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GMP-CR96 |
Recombinant Human VEGF165 |
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參考文獻
[1]Apte RS, Chen DS, Ferrara N.VEGF in Signaling and Disease: Beyond Discovery and Development.Cell. 2019;176(6):1248-1264. doi:10.1016/j.cell.2019.01.021.
[2]Quan R, Du W, Zheng X, Xu S, Li Q, Ji X, Wu X, Shao R, Yang D. VEGF165 induces differentiation of hair follicle stem cells into endothelial cells and plays a role in in vivo angiogenesis. J Cell Mol Med. 2017 Aug;21(8):1593-1604. doi: 10.1111/jcmm.13089.
[3]Abutaleb, & Truskey, G. A. (2021). Differentiation and characterization of human iPSC-derived vascular endothelial cells under physiological shear stress. STAR Protocols, 2(2), 100394.
[4]Abilez OJ, Yang H, Guan Y, et al. Gastruloids enable modeling of the earliest stages of human cardiac and hepatic vascularization. Science. 2025;388(6751):eadu9375. doi:10.1126/science.adu9375