引言：
血管标志物被认为是心脏发育开始有血液搏动后出现的，但是血管标志物的决定性分子在第一次心搏前就存在。鼠的静脉特异性胞外受体、信号通路蛋白、和转 录因子均在胚胎发育后第9天（E9.0）出现在静脉内皮细胞中，动脉特异性分子在E8.5天出现，淋巴管源于静脉，其分子标志物也出现于E9.0。
血管外科手术如静脉旁路、动静脉瘘（AVF）、或血管补片成形术，会使分子标志物发生改变，另外，一些血管疾病，如动静脉畸形（AVM）或Kaposi肉瘤，也是以血管标志物的异常表达为特征。
血管发育（vascular development）：简述
血管发生（vasculogenesis）
在胚胎形成早期，血管由中胚层演化而来。鼠E6.5中胚层分化成成血管细胞（hemangioblasts），进一步生成两种不同的细胞群：造血祖细 胞（hematopoietic precursor cells）和内皮祖细胞（endothelial precursor cells）。内皮祖细胞相互作用形成血岛（blood islands）并在E9.0进一步结合成毛细管样血管和背主动脉（图1A）。启动血管生成的重要因子是血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor, VEGF），在E7.0时，VEGF受体2（VEGFR－2）特异性出现在内衬于血岛的内皮祖细胞上。血管发生这一过程的主要产品是原始毛细血管丛 （primitive capillary plexus）并随着胚胎生长而进一步重塑。血管发生只发生于胚胎发生（embryogenesis）过程中，不会出现于正常成年人。血管发生产生原始毛 细血管网络后，再分化成动脉、静脉和淋巴管网络。血管对于胚胎活力是必不可少的，进一步发育为成熟的循环系统还需经过angiogenesis过程。
图1. A. Vasculogenesis发生过程，最终形成原始毛细血管丛；
B. Angiogenesis发生过程，不仅存在于胚胎生成期，也存在于整个生命周期；
C. Arteriogenesis是血管扩张和重塑的过程，不涉及新生血管。
脉管发生（Angiogenesis）
随着胚胎生长，原有血供已无法满足组织增长，此时，原始毛细血管网络必须重塑和扩张，经历血管生成的过程以满足代谢需求。Angiogenesis在胚胎形成期间出现，不像vasculogenesis，Angiogenesis在整个生命周期持续存在。
新生血管的萌芽是对组织缺氧释放信号的应答反应。缺氧诱导因子－1α (HIF－1α) 介导了在现存血管基础上的新生毛细血管的萌芽（图1B）。VEGF通过与细胞上VEGFR－2交互作用，直接刺激tip cells导致新生血管生成，而tip cells由现存血管的内皮细胞演化而来，并延伸至周围组织，形成网状毛细血管丛。萌芽的分子特征尚未完全阐明。例如，形成静脉衍生和动脉衍生毛细血管的 tip内皮细胞，可能都是来源于静脉。动脉胚芽比静脉胚芽对VEGF的应答性更强，但是静脉内皮细胞比动脉内皮细胞在毛细血管萌芽时期增殖更迅速。 VEGF还调控intussusception过程，即在脉管生成过程发生的血管分离，有效增加了毛细血管床的面积和氧弥散能力。
动脉发生（Arteriogenesis）
动脉发生是已存小动脉或毛细血管发生扩张和重塑进而演化为能支撑血流的侧枝血管的过程。本质上，动脉生成不同于angiogenesis和 vasculogenesis，后两者是新生血管形成的过程，而动脉生成是已存血管的重塑过程。在胚胎生成时期，动脉生成需要围绕着已存血管的中胚层进一 步分化，参与形成更大的血管。血管的中层（media）发生包含炎症反应的结构重组过程，平滑肌细胞（SMC）分泌转化生长因子－β (TGF－ β) 和血小板源生长因子－－B (PDGF－B) 从而形成更厚的中膜。在成年人，当侧枝血管募集以增加慢性缺血区域的血供（图1C）时即出现Arteriogenesis。
血管指纹分子（vascular identity）
Ephs和ephrins
产红细胞生成素肝细胞（Eph）受体家族是人类受体酪氨酸激酶的最大家族。受体酪氨酸激酶是细胞表面分子，当受到配体如生长因子VEGF或TGF－β 激活后，能启动胞内信号转导级联反应。Eph受体分成两类，Eph－A和Eph－B，分别结合不同的配体；Eph－B受体共5种（Eph－B 1－4和6），由Ephrin－B跨膜配体激活；Eph－A受体共9种（Eph－A 1－8和10），由Ephrin－A糖基磷脂酰肌醇锚定配体激活。Ephrin配体和Eph受体在神经系统内被频繁发现，但实际上它们也是经典的血管标志 物。
自从Eph－B4优先在静脉内皮中被定位后（鼠E9.0，表I），成为血管生物学的热门研究点。另外，Eph－B4受体只有单一配体 ephrin－B2，这在Eph受体家族中不常见。而配体ephrin－B2优先表达于动脉内膜（表I），似乎比Eph－B4出现得更早（E8.5）。贯 穿整个成年期，ephrin－B2和Eph－B4均各自存在于动脉和静脉内皮细胞。
在分子生物学领域，激活Ephrin－Eph信号通路特别有意思。Ephrin－Eph信号通路可以是双向的，除了经典的激活Eph受体的正向通路之 外，也可以激活Ephrin－B配体的反向信号通路，进而在两个相邻细胞中产生信号转导效应（图2）。在胚胎发生期，两个方向的信号转导对于血管发育尤其 重要，分别决定了动脉和静脉的宿命。再者，Eph－B4位于胞膜穴样内陷区（caveolae），提示它还有作为传感器发挥机械力的功能。Eph受体被激 活时，成簇激活，而不是单一的受体激活，Eph受体的密度影响着其功能，高密度诱导细胞相互分离，低密度促使细胞粘连。
图2. 图示未分化内皮细胞的双向信号通路，最终分化成动脉和静脉的内皮。
A. 受体募集；B. Eph－B4受体自身磷酸化，ephrin－B2受体在Src激酶作用下磷酸化；
C. 激活信号转导通路，在包含Eph－B4的内皮细胞中为正向信号转导，包含ephrin－B2的内皮中为反向信号转导；
D. 各自分化为动脉和静脉的内皮细胞。
血管的标志物
静脉
缺乏信号刺激时，血管标志物默认分化为静脉（图3）。鸡卵清白蛋白上游转录因子II（COUP－TFII） 只表达于静脉内皮细胞（鼠始于E8.5），它介导了静脉EphB4的表达，抑制动脉表型，基因敲除COUP－TFII后静脉内皮细胞会表达动脉标志物。通 过直接抑制COUP－TFII会出现动脉标志物如ephrin－B2也受抑制。COUP－TFII还能刺激抗粥样硬化基因组织纤溶酶原激活剂的表达，同时 减少促粥样硬化基因如纤溶酶原激活抑制剂I型、血小板反应蛋白、和PDGF－β 的表达。COUP－TFII的表达受到brahma－相关基因1（BRG1）的调控，BRG1是一种结合在ATP－依赖的染色质重塑复合物的腺苷三磷酸 酶。BRG1结合在COUP－TFII启动子区域，诱导DNA重塑，使得转录机器复合物到达COUP－TFII基因，但COUP－TFII的表达也可能受 到其他未知的因子调控。
Eph－B4是最主要的静脉标记。内皮细胞在E9.0通过表达Eph－B4，可确认发育成静脉，且会持续存在（表II）。Eph－B4正向信号通路由 配体ephrin－B2激活，发生Eph－B4胞内酪氨酸自体磷酸化和额外信号分子的募集，从而将信号传入胞内。Eph－B4的激活增加了粘附分子如癌细 胞中整合素的表达，进而侵犯周围组织。敲除Eph－B4会增加肌球蛋白VI和基质金属蛋白酶12（MMP12）的表达，而血浆MMP12水平增高与大动脉 粥样硬化和中风有关，因此推测，维持Eph－B4静脉表型可能可以减少动脉粥样硬化发生和阻止静脉疾病的进展。
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