به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، آنژیوژنز به‌عنوان فرآیند شکل‌گیری رگ‌های خونی جدید از شبکه‌های موجود، یکی از بنیادی‌ترین سازوکارهای زیستی در بدن انسان و سایر مهره‌داران است. این فرآیند نه‌تنها در دوران رشد جنینی، بلکه در بزرگسالی نیز برای ترمیم زخم‌ها، بازسازی بافت‌ها و حفظ عملکرد طبیعی اندام‌ها ضروری است. با این حال، آنژیوژنز اگر از تعادل خارج شود، می‌تواند زمینه‌ساز بیماری‌های پیچیده‌ای مانند رشد تومورها، اختلالات عروقی و بیماری‌های التهابی مزمن شود. در سال‌های اخیر، پژوهشگران به این نتیجه رسیده‌اند که درک آنژیوژنز بدون توجه به زمان‌بندی دقیق سیگنال‌های سلولی، تصویری ناقص از این فرآیند ارائه می‌دهد.

Bmp9  فراتر از نقش‌های کلاسیک

 Bmp9 که به‌طور سنتی در خانواده فاکتورهای مورفوژنتیک استخوانی طبقه‌بندی می‌شود، مدت‌ها بیشتر با تمایز سلولی و تنظیم رشد استخوان مرتبط دانسته می‌شد. اما داده‌های جدید نشان می‌دهد که این مولکول در سلول‌های اندوتلیال، یعنی سلول‌هایی که دیواره رگ‌ها را می‌سازند، نقشی بسیار پیچیده‌تر و ظریف‌تر دارد. Bmp9  نه‌تنها در حفظ پایداری عروق نقش دارد، بلکه می‌تواند تصمیم‌گیری سلول‌های اندوتلیال را در مراحل مختلف آنژیوژنز تحت تأثیر قرار دهد؛ تصمیم‌گیری‌هایی که تعیین می‌کنند یک سلول وارد فاز مهاجرت شود یا در نقش پشتیبان باقی بماند.

مسیر  Notch و هماهنگی سلول‌ها

مسیر سیگنال‌دهی Notch یکی از اصلی‌ترین سامانه‌های ارتباطی میان سلول‌های مجاور در بافت‌های زنده است. در آنژیوژنز، این مسیر تعیین می‌کند کدام سلول‌ها به‌عنوان سلول‌های پیشرو در نوک شاخه‌های عروقی عمل کنند و کدام‌ها نقش تثبیت‌کننده ساختار را بر عهده بگیرند. این تمایز عملکردی برای شکل‌گیری شبکه‌ای منظم و کارآمد از رگ‌ها ضروری است. پژوهش‌های جدید نشان می‌دهد که Bmp9 به‌طور مستقیم وارد این شبکه ارتباطی می‌شود و رفتار مسیرNotch  را نه با خاموش یا روشن کردن ساده، بلکه با تنظیم دقیق پاسخ‌پذیری آن تغییر می‌دهد.

Lunatic Fringe؛ تنظیم‌کننده خاموش اما اثرگذار

در قلب این تعامل، مولکولی به نام Lunatic Fringe  قرار دارد. آنزیمی که گیرنده‌های Notch را از نظر ساختاری اصلاح می‌کند و حساسیت آن‌ها را نسبت به لیگاندهای مختلف تغییر می‌دهد. یافته‌ها نشان می‌دهد که Bmp9 بیانLunatic Fringe  را در سلول‌های اندوتلیال افزایش می‌دهد. این افزایش بیان باعث می‌شود گیرنده‌های Notch نسبت به برخی لیگاندها، به‌ویژه Dll4، پاسخ قوی‌تر و پایدارتری نشان دهند. چنین تغییری، مسیر Notch را به حالتی سوق می‌دهد که تصمیم‌گیری سلولی در بازه‌های زمانی متفاوت، نتایج متفاوتی به همراه دارد. برخلاف دیدگاه‌های قدیمی که شدت سیگنال‌دهی را عامل اصلی می‌دانستند، این پژوهش‌ها نشان می‌دهد که زمان فعال شدن و خاموش شدن مسیرها اهمیت مشابهی دارد.  Bmp9 از طریق Lunatic Fringe، ریتم سیگنال‌دهی Notch را تنظیم می‌کند و باعث می‌شود سلول‌های اندوتلیال در زمان‌های مشخصی مستعد مهاجرت، شاخه‌زایی یا تثبیت ساختار عروقی شوند. این تنظیم زمانی کمک می‌کند تا شبکه‌های عروقی نه‌تنها رشد کنند، بلکه به‌صورت منظم و پایدار سازمان‌دهی شوند.

تغییر رفتار سلول‌های اندوتلیال

نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهد که حضورBmp9  می‌تواند الگوی حرکت و استقرار سلول‌های اندوتلیال را تغییر دهد. در شرایطی که Bmp9 فعال است، سلول‌ها تمایل کمتری به رفتارهای تهاجمی و شاخه‌زایی بی‌رویه دارند و در عوض، شبکه‌ای متعادل‌تر شکل می‌گیرد. این موضوع نشان می‌دهد که Bmp9 می‌تواند نقش نوعی ترمز زمانی را ایفا کند. ترمزی که نه فرآیند آنژیوژنز را متوقف می‌کند و نه آن را رها می‌سازد، بلکه سرعت و جهت آن را تنظیم می‌کند.

شبکه‌های سیگنال‌دهی در هم‌تنیده

آنژیوژنز نتیجه عملکرد یک مسیر منفرد نیست، بلکه حاصل تعامل شبکه‌ای از سیگنال‌هاست. مطالعات هم‌راستا نشان داده‌اند که Bmp9 می‌تواند با مسیرهای دیگری مانند VEGF و TGF-β نیز وارد تعامل شود. این تعامل‌ها بسته به زمینه بافتی، شرایط فیزیولوژیک و مرحله رشد، نتایج متفاوتی به همراه دارند. در برخی شرایط،Bmp9 می‌تواند اثرات تحریک‌کننده VEGF را تعدیل کند و از رشد بیش‌ازحد رگ‌ها جلوگیری نماید.

بازسازی شبکه‌های رگ با مداخله مولکولی هدفمند

یکی از چالش‌های اصلی در زیست‌پزشکی بازسازی بافت، ایجاد شبکه‌های رگ خونی منظم و کارآمد در بافت‌های آسیب‌دیده یا مهندسی‌شده است. پژوهشگران نشان داده‌اند که در بسیاری از شرایط، رگ‌های تازه تشکیل‌شده به دلیل فقدان هماهنگی میان سیگنال‌های مولکولی، غیرمنظم و ناکارآمد هستند و نمی‌توانند به‌طور مؤثر اکسیژن و مواد مغذی را به سلول‌های پیرامونی برسانند. یافته‌های اخیر حاکی از آن است کهBmp9  می‌تواند نقش تعیین‌کننده‌ای در بازگرداندن نظم این شبکه‌ها ایفا کند، به‌ویژه زمانی که مسیر Notch از طریق Lunatic Fringe تقویت شده باشد. این تنظیم مولکولی به سلول‌های اندوتلیال اجازه می‌دهد تا به جای رفتار تصادفی، الگوی مشخصی از مهاجرت، تقسیم و شاخه‌زایی را دنبال کنند و بدین ترتیب شاخه‌های رگ‌ها به‌صورت منظم و با جهت‌گیری مشخص شکل بگیرند. پژوهشگران دریافتند که در نبود  Bmp9یا Lunatic Fringe، شبکه‌های رگ خونی دچار شاخه‌زایی غیرمتعادل و پراکندگی بیش از حد می‌شوند، به‌طوری که برخی شاخه‌ها بسیار بلند و ناپایدار هستند و برخی دیگر به‌طور ناقص تشکیل می‌شوند. با مداخله هدفمند و افزایش فعالیت Bmp9، این الگوها اصلاح می‌شوند و رگ‌های جدید با تراکم و جهت مناسب شکل می‌گیرند، که می‌تواند اثرات قابل توجهی در ترمیم بافت‌های آسیب‌دیده، کاهش مرگ سلولی ناشی از کمبود اکسیژن و بهبود عملکرد کلی بافت داشته باشد. این کشف اهمیت تنظیم دقیق سیگنال‌های مولکولی و زمان‌بندی آن‌ها را برجسته می‌کند و نشان می‌دهد که بازسازی رگ‌ها نیازمند نه‌تنها تحریک رشد سلولی، بلکه هدایت هوشمندانه سلول‌ها به سمت الگوهای کارآمد و پایدار است. چنین رویکردی می‌تواند در آینده به توسعه درمان‌های دقیق‌تر و مؤثرتر برای بیماری‌های عروقی و ترمیم بافت‌های آسیب‌دیده منجر شود. پژوهش‌های انجام‌شده در حوزه مهندسی بافت و بازسازی استخوان نشان داده‌اند که تعامل میانBmp9  و مسیرNotch تنها به سلول‌های اندوتلیال محدود نمی‌شود. در سلول‌های بنیادی مزانشیمی، فعال‌سازی هم‌زمان این مسیرها منجر به هماهنگی میان تشکیل بافت استخوانی و ایجاد شبکه عروقی پشتیبان شده است. این یافته‌ها تأیید می‌کند کهBmp9 می‌تواند نقش یک تنظیم‌کننده مرکزی را در ارتباط میان آنژیوژنز و تمایز بافتی ایفا کند. یکی از نکات قابل توجه در این مطالعات، وابستگی شدید پاسخ سلولی به زمینه است. در برخی بافت‌ها، افزایش فعالیتBmp9 می‌تواند به تثبیت عروق کمک کند، در حالی که در بافت‌های دیگر ممکن است باعث کاهش شاخه‌زایی شود. این تفاوت‌ها نشان می‌دهد که اثرات Bmp9 وNotch را نمی‌توان به‌صورت نسخه‌ای واحد برای همه شرایط زیستی در نظر گرفت و هر مداخله‌ای نیازمند درک دقیق زمینه مولکولی است. درک نقشBmp9  در تنظیم زمانی آنژیوژنز می‌تواند مسیرهای جدیدی را برای توسعه راهکارهای درمانی باز کند. در بیماری‌هایی که با رشد غیرطبیعی رگ‌ها همراه هستند، تنظیم دقیق این مسیر ممکن است به کنترل بهتر پیشرفت بیماری کمک کند. از سوی دیگر، در شرایطی که نیاز به بازسازی عروق وجود دارد، مانند ترمیم زخم‌های مزمن، دستکاری هوشمندانه این سیگنال‌ها می‌تواند نتایج درمانی را بهبود بخشد.

نگاهی دقیق‌تر به معماری عروق

این یافته‌ها نشان می‌دهد که شبکه‌های عروقی صرفاً حاصل تجمع سلول‌ها نیستند، بلکه نتیجه هماهنگی دقیق زمانی و مکانی میان سیگنال‌های مختلف‌اند. Bmp9 با ایفای نقشی تنظیمی در این هماهنگی، به‌نوعی معمار پنهان شبکه‌های عروقی به‌شمار می‌رود؛ معماری که با تنظیم زمان، کیفیت ساختار را تضمین می‌کند. در مجموع، این پژوهش‌ها تصویری پیچیده اما منسجم از آنژیوژنز ارائه می‌دهد که در آنBmp9  و مسیر Notch نه‌به‌عنوان بازیگران مستقل، بلکه به‌عنوان اجزای یک سامانه هماهنگ عمل می‌کنند. این نگاه جدید می‌تواند مبنایی برای بازنگری در مدل‌های کلاسیک آنژیوژنز و طراحی مطالعات آینده باشد.

پایان مطلب./