编辑总结
血管的内腔表面在全身生理功能中起着核心作用。Zhu等人开发了一种广泛适用的体内方法，用于对其蛋白质组进行分析，并利用该方法来识别小鼠不同生命阶段血脑屏障（BBB）通透性的调节因子。通过对血脑屏障内腔表面蛋白质组的研究以及基因干扰实验，发现转运蛋白SLC7A1在维持新生儿血脑屏障完整性方面起关键作用，但在成人中并非如此。相比之下，透明质酸降解酶Hyal2在整个生命过程中都对血脑屏障的完整性至关重要。这种方法和分析结果为理解血管生物学提供了全面的工具包。——Mattia Maroso
引言
血管网络通过将营养物质、废物、激素、细胞因子和免疫细胞输送到全身，控制着身体的新陈代谢、稳态和免疫功能。在循环血液与周围组织之间的界面上，血管的内腔表面在分子运输、信号转导和免疫细胞迁移中起着核心作用。内腔表面的功能障碍会导致多种危及生命的疾病，包括血栓形成和动脉粥样硬化。大脑血管具有紧密封闭且受调控的血脑屏障，能够实现选择性分子运输并维持免疫特权，因此其内腔表面具有独特的分子特征，特定的内腔表面蛋白对这些屏障功能至关重要。
研究背景
鉴于内腔表面在血管生理学和病理学中的关键作用，需要一种方法来全面绘制其在体内的蛋白质组成和动态变化。对于大脑血管而言，这种方法将揭示其内腔表面的蛋白质组特征，阐明其从发育到成年再到衰老的过程，并为研究内腔表面蛋白如何调节血脑屏障的功能提供依据。除了大脑之外，该方法还可应用于其他器官和物种，成为血管生物学的强大工具。
结果
我们开发了一种无需基因操作即可用于体内血管内腔表面蛋白质组分析的方法，因此具有广泛的适用性。该方法利用凝集素偶联的过氧化物酶灌注到血管内腔表面，催化相邻蛋白质的生物素化，从而实现后续的蛋白质富集和质谱分析。将这种方法应用于小鼠大脑、肾脏、肠道以及北方树鼩，证明了其在不同器官和物种中的广泛适用性。对小鼠大脑血管从发育到成年再到衰老过程中的定量内腔表面蛋白质组分析显示：在发育到成年的转变期间，血管生成因子和溶质转运蛋白的数量总体减少；而在衰老过程中则出现代谢交换减少、促炎信号增强以及机械适应性下降等变化。
基于蛋白质组信息的体内遗传学筛选发现，脑内皮细胞中精氨酸转运蛋白SLC7A1的缺失会导致新生儿小鼠的血脑屏障泄漏，而成人小鼠则不受影响。SLC7A1属于一氧化氮合成途径的一部分。一氧化氮合成酶NOS3的敲除表现出与SLC7A1敲除相似的现象，表明一氧化氮合成对新生儿血脑屏障的完整性至关重要，但对成人则不然。相比之下，我们在成年小鼠中发现的透明质酸酶Hyal2在整个生命过程中都对血脑屏障的完整性必不可少，其降解透明质酸的酶活性具有关键作用。
结论
本研究提出了一种用于体内血管内腔表面蛋白质组分析的方法，该方法适用于多种器官和物种，并提供了小鼠大脑血管在整个生命过程中的定量蛋白质组数据。通过体内遗传学干预和机制研究，发现了两种与年龄相关的血脑屏障调节因子，并将一氧化氮和透明质酸的代谢与血脑屏障的完整性联系起来。
摘要
在血液与组织交界处，血管内腔表面对于分子运输、信号转导和细胞外渗至关重要。本文介绍了一种适用于任何脊椎动物的体内血管内腔表面蛋白质组分析方法。定量质谱分析揭示了小鼠大脑血管的内腔表面蛋白质组及其从发育到衰老的动态变化。体内遗传学干预实验表明，精氨酸转运蛋白SLC7A1和一氧化氮合成酶NOS3对新生儿小鼠的血脑屏障完整性至关重要，而在成人小鼠中则不是；而透明质酸降解酶Hyal2在整个生命过程中都对血脑屏障的完整性起到保护作用。通过研究血管内腔表面的蛋白质组动态，本研究将一氧化氮和透明质酸的代谢与血脑屏障的完整性联系了起来。
