动脉粥样硬化阿特拉斯揭示心脏病和中风

弗吉尼亚大学(UVA)医学院的研究人员创建了动脉粥样硬化图谱，该图谱在单个细胞水平上揭示了导致心脏病、中风和冠状动脉疾病的有害斑块形成的关键过程。

医生和科学家一直渴望更好地了解影响斑块形成和稳定性的复杂因素，UVA的新工作提供了见解，将有助于开发治疗动脉粥样硬化、对抗冠状动脉疾病(CAD)的新方法，并帮助防止斑块形成。

“为了开始开发针对血管壁特定疾病过程的有效治疗方法，我们需要以单细胞分辨率表征基因表达程序，”弗吉尼亚大学医学院公共中心的研究员ClintL.Miller博士说。健康基因组学及其生物化学、分子遗传学和公共卫生科学系。“通过建立这张图，我们可以制定重新编程失调细胞状态的策略，以预防或逆转疾病，或识别生物标志物来评估患者发生临床事件的风险。”

该团队发表了其研究成果，“综合单细胞荟萃分析揭示了人类动脉粥样硬化中与疾病相关的血管细胞状态和标记物，”位于单元报告中。

“CAD进展涉及血管和免疫细胞谱系之间复杂的相互作用和表型可塑性。单细胞RNA序列(scRNA-seq)研究强调了谱系特异性转录组特征，但人类细胞表型仍然存在争议。在这里，我们对22个scRNA-seq文库进行了综合荟萃分析，以生成包含118,578个细胞的人类动脉粥样硬化综合图谱。除了表征颗粒细胞类型多样性和通讯之外，我们还利用该图谱来深入了解平滑肌细胞(SMC)的调节，”研究人员写道。

“我们整合了全基因组关联研究数据，揭示了调节SMC表型在CAD、心肌梗死和冠状动脉钙化中的关键作用。最后，我们将纤维肌细胞/纤维软骨形成SMC标记物(LTBP1和CRTAC1)确定为动脉粥样硬化进展的代表，并通过组学和空间成像分析对其进行验证。总之，我们创建了人类动脉粥样硬化的统一图谱，为心血管疾病的细胞状态特异性机制和转化研究提供信息。”

了解动脉粥样硬化

动脉粥样硬化斑块的形成涉及多种类型的细胞，包括免疫细胞、平滑肌细胞和动脉内皮细胞。许多这些细胞在斑块形成过程中转变为其他类型的细胞，这对科学家来说确定斑块本身的成分和起源是一个巨大的挑战。

Miller和他的合作者在研究生JoseVerdezotoMosquera的带领下，建立了人类动脉粥样硬化的全面单细胞图谱，其中包含来自动脉粥样硬化冠状动脉和颈动脉的近120,000个细胞。除了绘制广泛的细胞谱系图外，研究人员还利用这一资源来剖析动脉粥样硬化斑块内更多颗粒和稀有的细胞亚型。

该研究还揭示了平滑肌细胞在疾病进展过程中经历的变化的新见解，其中一些变化导致冠状动脉钙化。结果发现，LTBP1和CRTAC1这两个基因可以作为动脉粥样硬化进展的衡量标准。

Mosquera说：“除了表征细胞多样性之外，将这种新建的动脉粥样硬化单细胞参考与大规模人类遗传数据相结合对于开始识别致病细胞类型和亚型至关重要。”“例如，我们确定了平滑肌细胞亚型的贡献，例如成纤维细胞样和富含脂质的平滑肌细胞，以及与这些表型相关的基因。”

UVA研究人员表示，他们的新图谱代表着朝着开发更好、更有针对性的干预措施来对抗动脉粥样硬化和CAD以及确定候选生物标志物以预防心脏病和中风并改善患者治疗结果迈出了关键一步。

“我们计划在未来的迭代中扩展这个单细胞图谱，以包含来自特定疾病阶段和来自不同背景的患者的额外数据集，”米勒说。“通过整合科学界生成的单细胞数据集，我们可以减轻抽样偏差并建立更强大的候选疾病机制和潜在的干预措施。”