通過觀察血管中的細胞如何改變，可檢測到動脈粥樣硬化的早期跡象

一項針對小鼠的研究表明，通過觀察我們血管中的細胞如何改變其功能，有可能檢測到動脈粥樣硬化的早期跡象，從而導致動脈阻塞。

長期以來，人們已經知道排列血管的肌肉細胞是多任務的。雖然它們的主要功能是將血液泵入體內，但它們也參與了「修補」血管中的損傷。這些細胞從「泵送」到「修復」模式的過度切換可導致動脈粥樣硬化，導致血管中形成阻塞血流的「斑塊」。

使用最先進的基因組學技術，位於劍橋和倫敦的跨學科研究團隊在切換過程中捕獲了小鼠血管中的少量血管肌細胞並描述了它們的分子特性。研究人員使用了一種稱為單細胞RNA測序的創新方法，該方法可以跟蹤數百個單個血管肌細胞中基因組中大多數基因的活動。

他們今天在Nature Communications上發表的研究結果可以為檢測人體中的「轉換」細胞鋪平道路，有可能在未來的早期階段診斷和治療動脈粥樣硬化。

動脈粥樣硬化可導致潛在的嚴重心血管疾病，如心臟病發作和中風。雖然目前沒有可以逆轉動脈粥樣硬化的治療方法，但改善飲食和增加運動等生活方式干預可以降低病情惡化的風險; 早期檢測可以將此風險降至最低

「我們知道雖然健康組織中的這些細胞看起來彼此相似，但實際上它們在分子水平上相當混雜，」劍橋大學心血管醫學科的團隊負責人HelleJ?rgensen博士解釋道。指導這項研究。

「然而，當我們得到結果時，血管中的極少數細胞確實脫穎而出。這些細胞在不同程度上失去了典型肌細胞基因的活性，而是表達了一種稱為Sca1的基因，這種基因最為人所知。細胞，身體的"主細胞"。「

研究人員說，在這些新發現的細胞中平行檢測數千個基因的活性（或「表達」）的能力已經改變了遊戲規則。

「單細胞RNA測序使我們看到除了Sca1之外，這些細胞表達了一整套其他在轉換過程中具有已知作用的基因，」位於Babraham研究所的計算生物學家Lina Dobnikar說道。作者對這項研究。

「雖然這些細胞不一定能顯示完全轉換細胞的特性，但我們可以看到我們在轉換過程中發現它們，這在以前是不可能的。」

為了確認這些不尋常的細胞來自肌肉細胞，該團隊使用了另一項新技術，稱為譜系標記，使研究人員能夠追蹤基因在每個細胞中表達的歷史。

「即使當細胞完全關閉肌細胞基因時，譜系標記證明在某些時候它們或它們的祖先確實是典型的肌肉細胞，」J?rgensen實驗室的細胞生物學家Annabel Taylor說，他是該研究的第一作者。 。

了解這些不尋常細胞的分子特徵使得研究它們在疾病中的行為成為可能。研究人員已經證實，這些細胞在受損的血管和動脈粥樣硬化斑塊中變得更多，正如轉換細胞所預期的那樣。

「我們很幸運，單細胞RNA測序技術在我們開展這個項目的過程中一直在快速發展，」MRC倫敦醫學科學研究所的基因組學生物學家兼組織負責人Mikhail Spivakov博士說。與J?rgensen一起學習。斯皮瓦科夫博士在巴布拉罕研究所擔任小組組長期間開展了這項工作。「當我們開始時，觀察數百個細胞是極限，但是對於動脈粥樣硬化斑塊的分析，我們確實需要數千個。當我們開始進行這個實驗時，它已經成為可能。」

在未來，研究小組的研究結果可能為早期發現動脈粥樣硬化並更有效地治療動脈粥樣硬化鋪平道路。

「理論上，看到其他健康船隻中切換單元數量的增加應引起警報，」J?rgensen說。「同樣地，了解這些細胞的分子特徵可能有助於選擇性地用特定藥物靶向它們。但是，它仍處於早期階段。我們的研究是在小鼠身上完成的，我們可以在那裡獲得大量血管肌肉細胞並修改它們的基因組以獲得譜係為了將我們的結果首先轉化為人體細胞，然後進入臨床，仍然需要進行額外的研究。「

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