单细胞RNA测序可以对血管细胞进行高分辨率的检测,并为正确地识别失调基因提供了机会。高血压是心血管疾病的主要危险因素。然而,作为高血压的一个标志-血管重构,尤其是血管重构时动脉类型和细胞类型的特异性改变还没有被系统地描述过。血管系统内的间充质细胞和免疫细胞在高血压时的情况还没有过报道。目前,血管外膜间质细胞在动脉粥样硬化和肺动脉高压时的作用逐渐被认识,而在原发性高血压血管重建中的作用却一直不明确。对于免疫细胞,大量证据支持循环中的免疫细胞参与高血压,但在高血压情况下动脉部位的免疫细胞表型及其与其他血管细胞类型的功能相互作用仍然是重要的但未被研究的问题,这些问题的解决将有助于发现新的免疫调节方法以用于高血压治疗。
西南医科大学心血管医学研究所医学电生理学教育部重点实验室血管电生理及血管重塑研究小组对自发性高血压(SHR)大鼠及其健康对照组Wistar Kyoto (WKY)大鼠的肠系膜动脉和主动脉进行了单细胞测序,以破译高血压中动脉特异性和血管细胞类型特异性的变化,以发现潜在的重要细胞亚群,并阐明细胞间相互作用的改变特征。研究表明,在自发性高血压大鼠中,免疫细胞在主动脉中增加了一倍多,而在肠系膜动脉中,间充质间质/干细胞的数量增加。整合的scRNA-seq数据库中确认的相应动脉类型和细胞类型的比较揭示了针对动脉类型和血管细胞类型(包括免疫细胞)的失调基因。失调基因与细胞因子、生长因子、细胞外基质、受体等调控基因的交集揭示了涉及细胞-细胞相互作用和细胞外基质重组的血管重构事件。特别是大动脉重构中,在平滑肌细胞、内皮细胞、间充质细胞中包括有细胞因子基因的上调,而在肠系膜动脉中,涉及收缩机制的基因改变和细胞外基质相关基因和配体受体相互作用对的下调更为显著。主动脉内的巨噬细胞和T细胞表现出明显的基因失调以及与血管细胞的相互作用。另外,发现Procr+内皮细胞和免疫细胞在血管壁中显著增加。这些发现可能是开发高血压疗法的关键,对科学研究和临床应用有重要价值。
该论文发表在:《Cardiovasc Research》 2021 Apr 1; 117(4): 1202–1216. Published online 2020 Jun 26. doi: 10.1093/cvr/cvaa164. PMID: 32589721 PMCID: PMC7983007 DOI: 10.1093/cvr/cvaa164.