從單細胞角度揭秘主動脈夾層發(fā)病機制——北京大學人民醫(yī)院血管外科張韜課題組研究成果在權威學術期刊發(fā)表
近日,主動脈夾層(AD)發(fā)病機制又有了新發(fā)現(xiàn)。北京大學人民醫(yī)院血管外科張韜課題組聯(lián)合中國醫(yī)學科學院阜外醫(yī)院心血管疾病國家重點實驗室王利教授課題組和解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學中心、全軍血管外科中心郭偉教授課題組在Theranostics雜志(IF 11.556)上發(fā)表了題為“Dysregulation of interaction between LOXhigh fibroblast and smooth muscle cells contributes to the pathogenesis of aortic dissection”(成纖維細胞與平滑肌細胞之間相互作用的失調(diào)是主動脈夾層的發(fā)病機制之一)的相關研究。該研究找到藥物治療AD的新靶點,并為實現(xiàn)AD早期預診和快速分診提供了可能。
Theranostics期刊發(fā)表的創(chuàng)新研究文章主要關注于體外診斷和預后、體內(nèi)分子成像、分子治療、圖像引導治療、生物傳感器、系統(tǒng)生物學和轉(zhuǎn)化醫(yī)學、個性化醫(yī)學和廣泛的生物醫(yī)學研究領域,可應用于未來的治療診斷應用。
主動脈夾層(AD),可發(fā)生于任何年齡,是臨床常見、最復雜最危險的主動脈疾患之一。一旦破裂出血,患者未能及時診治,病死率極高。
主動脈是最大的動脈血管,分為外膜、中膜和內(nèi)膜三層,其中外膜主要由包繞的結締組織、分布的神經(jīng)末梢、彈力膜等構成,中膜主要由平滑肌細胞及細胞外基質(zhì)構成,內(nèi)膜主要由內(nèi)皮細胞構成。AD,主要是主動脈腔內(nèi)的血流從內(nèi)膜撕裂口進入中膜,在血管壁分裂成真、假腔而形成。國際急性主動脈夾層注冊(IRAD)數(shù)據(jù)顯示,AD最常見的誘發(fā)因素是高血壓和動脈粥樣硬化。
據(jù)研究表明,AD發(fā)病基礎主要在中膜結構發(fā)生異常,也就是平滑肌細胞發(fā)生退變。而外膜的成纖維細胞被認為是為中膜提供營養(yǎng)物質(zhì)。但如果主動脈血管出現(xiàn)損傷后,炎癥反應會最早出現(xiàn)在外膜,又因多重因素而改變血管結構及功能的完整性,而導致夾層的發(fā)生。
張韜課題組專注于探索血管穩(wěn)態(tài)和疾病發(fā)展中細胞間的相互作用和功能靶點。該課題通過單細胞轉(zhuǎn)錄組測序和免疫多色染色技術,首次描述了正常人胸主動脈和Stanford A型AD患者病變血管中細胞亞群組成及其空間位置,同時研究發(fā)現(xiàn)AD標本中高表達的LOX成纖維細胞亞群(FB2)表達譜會隨著AD病理發(fā)展進程顯著變化;導致其與血管平滑肌細胞(VSMC)的異常細胞亞群產(chǎn)生相互作用,共同促進AD發(fā)展。通過抑制小鼠血管外膜中的BMP(骨形態(tài)發(fā)生蛋白)信號通路可以有效抑制FB2的狀態(tài)轉(zhuǎn)化,進而降低小鼠AD的發(fā)生率。從臨床角度而言,基于前期單細胞數(shù)據(jù),課題組篩選出了FB2特異性分泌蛋白COL5A1,并驗證其在AD患者血漿中的濃度顯著高于對照組,首次闡述其作為AD血液生物標志物的可能性。簡而言之,通過單細胞測序技術,不僅確定了特定FB細胞亞群在AD發(fā)生發(fā)展中的關鍵作用,還揭示了細胞間相互作用的動態(tài)變化及其在血管疾病病理生理過程中的重要作用。
該項研究證明了從調(diào)控細胞間相互作用的角度治療AD的可行性,既為以后AD的治療提供了新思路,也為日后AD的藥物治療找到了新的靶點,即抑制成纖維細胞的狀態(tài)轉(zhuǎn)化。同時,這項研究首次通過單細胞測序技術完成了AD生物標志物的篩選,既證明了單細胞測序技術在臨床診斷方面的作用,也為日后AD的早期預診和快速分診提供了可能。
部分研究數(shù)據(jù)和圖示
該項研究受到國家自然科學基金及國家重點研發(fā)計劃項目基金項目的支持。張韜、陳奕男和姚芳是該論文的并列第一作者。王利、郭偉和周冰瑩為共同通信作者。
附:作者簡介
張韜,主任醫(yī)師,副教授,博士研究生導師,北京大學人民醫(yī)院血管外科學科助理。曾在美國斯坦福大學醫(yī)學院Stanford Health Care和美國退伍軍人事務部Palo Alto Medical Centre血管醫(yī)學中心分別跟隨美國血管醫(yī)學會主席Ronald L. Dalman教授和Wei Zhou教授交流學習。承擔國家自然科學基金、北京市自然科學基金等省部級基金6項,參與北京市重點攻關課題、科技部十一五和軍隊十二五保健攻關項目。獲得中華醫(yī)學科技進步二等獎、華夏醫(yī)學科技二等獎和北京醫(yī)學科技二等獎、中國裝備協(xié)會和中國醫(yī)療器械協(xié)會臨床創(chuàng)新轉(zhuǎn)化二等獎。在Cir Res、EBioMedicine、J Mol Cell Cardiol、J Vasc Surg、Ann Thorac Surg、Biomicrofluidics等國內(nèi)外雜志發(fā)表中英文論文50余篇。獲國家專利19項,參編專著和教材9部。擔任中國醫(yī)師協(xié)會血管分會腹主動脈疾病學組副組長、歐美同學會醫(yī)師協(xié)會大血管疾病委員會副秘書長、國際脈管聯(lián)盟(IUA)中國分部門靜脈高壓委員會秘書、北京醫(yī)學會血栓和止血青委會副主任委員、北京中西醫(yī)結合協(xié)會糖尿病足委員會副主任委員和《中華血管外科雜志》通訊編委。
來源:北京大學


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