科学:构建人类脑血管细胞图谱 确定新的免疫细胞群与出血性卒中相关

2022年1月28日/100医学网bion/-作为一种破坏性的卒中形式，出血性卒中占美国所有卒中病例的10%至15%，主要发生在年轻人中。大约一半的出血性中风是致命的。在一项新的研究中，来自加州大学旧金山分校的研究人员将构成人类脑血管的所有细胞、它们的位置以及每个细胞中转录的基因进行了编目。由此产生的脑血管细胞图谱描述了40多种以前未知的细胞类型，包括免疫细胞群，这种免疫细胞群和脑血管细胞之间的交流有助于出血性中风的发生。这些发现将成为全世界脑血管疾病新研究的基础。相关研究成果于2022年1月27日在线发表在《科学》杂志上，标题为《正常和畸形人脑血管单细胞图谱》。

该论文的共同第一作者、旧金山加州大学威尔神经科学研究所研究助理伊森温克勒(Ethan Winkler)博士表示，“这项研究为我们提供了一个开发新疗法的目标图和清单，这可能会改变我们治疗许多脑血管疾病的方式。”

脑血管纠结

在本文作者旧金山加州大学神经外科副教授Adib Abla博士、旧金山加州大学神经外科教授Daniel Lim博士和Tomasz Nowakowski博士的带领下，这些作者分析了AVM动静脉畸形(动静脉畸形)中的细胞，其中AVM是大脑中形成不良的动脉缠结，通常是出血性中风的来源。他们将AVM与五名因癫痫接受脑部手术的志愿者的正常脑血管样本进行了比较。被《美国新闻》评为第一神经外科的旧金山加州大学，是美国领先的脑动静脉畸形手术和护理中心。

小鼠全脑血管断层扫描，图片来自Scientific Reports，2018，DOI :10.1038/S41598-018-30533-3。

在由阿布拉进行的精细手术中获得的44个AVM组织样本中，一些是从患者大脑中取出的，而另一些是在出血开始后取出的，但它们仍然完好无损。三种组织-正常的AVM、完整的AVM和出血的AVM -使这些作者能够对这些细胞的正常功能和不同疾病状态下的差异有更全面的了解。

这些作者对超过180，000个细胞的单细胞mRNA进行测序，以确定哪些基因在不同的样品中表达，并将基因表达与细胞的位置进行匹配。论文的第一作者之一、旧金山加州大学生物信息学研究生张金(Chang Kim)随后开发了一种计算机分析方法，来比较正常细胞和患病细胞之间的基因表达。

免疫细胞的惊人发现

这些结果表明，不仅有新的细胞类型，而且有一组免疫细胞似乎与患病动脉中的平滑肌细胞交流并削弱它们，从而导致中风。科学家推测免疫系统会被像AVM这样的畸形激活。然而，Nowakowski说，“没有这项研究，我们无法确定血液中这种非常特异的免疫细胞群，这可能是疾病进展的关键驱动因素。”

他补充说，识别这些特定的免疫细胞已经完全改变了科学家对治疗这种血管疾病的想法。如果这些免疫细胞在血液中循环，就有可能通过调节免疫系统来降低中风的风险。

诺瓦克斯基说，“这开启了巨大的治疗潜力。”这种治疗潜力不仅限于中风。这个细胞图谱可以帮助研究任何神经血管疾病，包括最常见的神经血管疾病之一：痴呆。

Lim说，“许多类型的痴呆，包括阿尔茨海默病，似乎都有血管基础。我们需要一张这样的地图来更好地理解血管的变化是如何促进认知和记忆的丧失的。这项研究确实是外科医生和分子生物学家之间的一次美丽合作，它发生在一个可以难以置信地获得临床样本的地方。”

Lim补充说，尽管许多研究机构无法获得所有这些关键资源，但他们将能够获得这项研究的数据集。Nowakowski认为，这些信息将使世界各地的科学家能够以低得多的成本分析大量患者，这是更全面了解血管疾病如何工作的唯一方法。

Lim说，“从细胞和分子水平理解脑血管疾病将会把许多科学家的研究工作带入一个新的方向。"

细胞类型周期表

这些作者的研究为人类细胞图谱做出了贡献，这是一项国际努力，旨在为整个人体建立细胞参考图谱。

Nowakowski称这些地图为“细胞型周期表”。就像化学元素周期表把元素组织成一个结构一样，化学家可以根据元素在化学元素周期表中的位置来绘制元素之间的关系。人类细胞图谱揭示了细胞在体内的位置及其相互作用。

尽管世界各地都在进行大量的研究工作，为不同的器官和组织构建这些地图，但许多地图只绘制细胞的地理位置。本研究中正常细胞和异常细胞之间的比较将其提升到了一个更高的水平，为药物开发提供了极其精细的指导。

Nowakowski说，“我们的研究真正展示了如何使用细胞图。有了我们的‘细胞类型周期表’作为参考，我们就可以开始研究哪些细胞可能会在疾病中出错，并非常准确地治疗这些细胞。”(100yiyao.com 100医疗网)