血管内皮生长因子-D在急性肺损伤期间改善肺血管完整性

背景：肺血管完整性紊乱是许多肺部疾病的显著特征。旁分泌信号在肺中高度富集，并在调节血管稳态中发挥关键作用。然而，在成年动物和人类中维持肺微血管稳定性的特定局部细胞间串扰信号在很大程度上仍未被探索。方法：在本研究中，我们采用基于单细胞RNA测序（scRNAseq）的计算流程系统地分析了肺微血管生态位内的配体-受体（L/R）相互作用，并确定了血管内皮生长因子-D（VEGF-D）是一个关键的局部因子，在急性肺损伤模型中具有先前未被认识的屏障保护特性。结果：我们的scRNAseq数据显示，在生理条件下，间充质细胞（特别是肺泡成纤维细胞）与微血管内皮细胞之间的可溶性L/R相互作用主要与维持血管完整性的通路相关，相比于所有其他细胞。在使用排名靠前的配体处理后，我们发现VEGF-D显著增强了内皮屏障功能，并赋予了对肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-1β（IL-1β）和凝血酶诱导的炎症挑战的保护作用。VEGF-D的这种屏障保护作用通过抑制VEGFR2（无论是通过siRNA敲低还是使用特异性VEGFR2抑制剂的药理学阻断）而显著减弱。在脂多糖（LPS）诱导的急性肺损伤模型中，静脉注射重组VEGF-D显著降低了血管通透性（7339 ± 2510 a.u.（LPS）对比 5350 ± 1821 a.u.（LPS + VEGF-D），p < 0.05）、免疫细胞浸润（0.791 ± 0.199 x 10^6 WBC/mL（LPS）对比 0.540 ± 0.190 x 10^6 WBC/mL（LPS + VEGF-D），p < 0.01）以及肺组织中促炎标志物TNF-α、IL-6和角质形成细胞趋化因子（KC）的表达。这种效应在VEGFR2iECKO小鼠中被消除，证实VEGF-D通过VEGFR2依赖性信号传导介导其效应。结论：这项研究表明VEGF-D在促进肺内皮屏障完整性方面具有意想不到的保护作用，并提示来自肺泡成纤维细胞生态位的旁分泌信号对肺毛细血管稳态有重要贡献。