我們的家族史往往會以各種方式影響我們的未來。根據最近發表在《自然》雜誌上的魏茲曼科學研究所的一項研究，血管也是如此。科學家們發現，血管是由意想不到的“祖先”發展而來的，並繼續證明血管的不尋常起源影響了它們在未來的作用。
團隊負責人Karina Yaniv教授說：“我們發現，血管必須來自正確的來源才能正常運作–就好像它們記得自己來自哪裡。”
服務於各個器官的血管彼此之間有很大的不同。例如，腎臟過濾血液，因此其血管壁含有小孔，允許物質有效通過。在大腦中，同樣的血管壁幾乎是密封的，保證了被稱為血腦屏障的保護性封鎖。同樣地，肺部的血道壁也很適合另一種功能，即幫助氣體交換。
儘管血管系統至關重要，但目前仍不清楚是什麼原因導致眾多血管之間的差異。這些血管以前被認為是由預先存在的血管或原生細胞發展而來，這些原生細胞最終成熟並特化產生血管壁。然而，最近由免疫學和再生生物學系亞尼夫實驗室的博士後學者Rudra N. Das博士進行的研究發現，淋巴管，一個以前未被確認的來源，也能導致血管的形成。這第三個來源是在轉基因斑馬魚中發現的，這些斑馬魚的細胞被新開發的熒光標記標記，可以進行追蹤。
Das博士說：“眾所周知，血管可以產生淋巴管，但我們首次表明，在正常發育和生長過程中也可以發生相反的過程。”通過追蹤幼年斑馬魚身體上魚鰭的生長，Das看到，甚至在骨骼形成之前，魚鰭中最先出現的結構就是淋巴管。這些淋巴管中的一些隨後失去了它們的特徵，將自己轉化為血管。
這似乎是莫名其妙的浪費。為什麼魚鰭中的血管不是簡單地從附近的大血管中長出來的呢？Das及其同事通過分析缺乏淋巴管的突變體斑馬魚提供了一個解釋。他們發現，當淋巴管缺失時，這些突變體的鰭中的血管確實通過從現有的、附近的血管中分支而發芽。然而，令人驚訝的是，在這種情況下，鰭的生長是不正常的，有畸形的骨骼和內部出血。通過比較發現，在突變體魚中，過量的紅細胞進入鰭部新形成的血管，而在具有淋巴衍生血管的普通魚中，這種進入受到控制和限制。
紅細胞的稀缺顯然創造了低氧條件，已知有利於骨骼的有序發育。另一方面，在突變體魚中，過量的紅細胞破壞了這些條件，這可以很好地解釋觀察到的異常情況。換句話說，只有那些從淋巴管成熟的血管才完全適合它們的專門功能–在這種情況下，就是適當的魚鰭發育。
由於斑馬魚與哺乳動物不同，其大部分器官表現出非凡的再生能力，Das及其同事開始探索魚鰭在受傷后如何再生。他們看到，他們在鰭的發育過程中觀察到的整個過程在其再生過程中重複出現–即淋巴管首先生長，後來才轉變為血管。Das說：“這一發現支持了這樣一個觀點，即從不同的細胞類型中創造出血管並不是偶然的–它為身體的需要服務。”
該研究的發現可能與斑馬魚以外的脊椎動物有關，包括人類。Yaniv說：“在過去的研究中，無論我們在魚身上發現什麼，通常都被證明對哺乳動物也是如此。”
她補充說：“在一個更普遍的層面上，我們已經證明了血管細胞的‘傳記’和它在成年生物體中的功能之間的聯繫。我們已經表明，一個細胞的身份不僅由它的‘居住地’或它從周圍組織接受的信號種類所決定，而且還由其‘父母’的身份所決定。”
這項研究可能導致醫學和人類發展研究的新研究路徑。例如，它可能有助於澄清人類胎盤中特殊血管的功能，使其能夠為胚胎髮育建立一個低氧環境。
它還可能有助於防治常見疾病。如果研究人員確定心臟冠狀血管的特殊功能，心臟病發作可能更容易預防和治療；如果研究人員知道這種供應究竟是如何產生的，就可能開發出新的療法，使癌症失去血液供應。此外，了解大腦血管如何變得不透水可能有助於更有效地將藥物輸送到大腦組織。在另一個關鍵的方向上，這些發現可能在組織工程中得到應用，幫助為每個組織提供它所需要的血管。
Yaniv的實驗室專門研究淋巴系統，她覺得這項研究為淋巴管揭示的新作用特別有說服力：“它們通常被視為血管的‘窮近親’，但也許正好相反。在許多情況下，它們實際上可能具有優先地位。”