在PubMed上冲浪的时候,夏老师也看到了一些偏重于应用,而不是偏重于机制的研究。比如这篇天津医科大学总医院刘强教授团队,发表在25.5分的Cell大子刊Immunity上的文章。他们讲的是髓样细胞诱导ECs(血管上皮细胞)导致的粥样动脉硬化。这篇文章并没有特别注重机制研究,而是从应用的角度来分析这一机制,还是蛮有意思的:
首先,他们是从临床问题出发的,卒中会导致全身血管区域复发性动脉粥样硬化血栓形成,而这个过程是由于ECs特异性表达粘附分子,以指示髓样细胞进入病变部位所导致的。他们发现,卒中的确会导致ECs细胞激活驱动的动脉粥样硬化进展。同时,通过单细胞测序(下图的这种UMAP图,就是通过将基因表达形成多重的PCA,然后进行降维获得2D的细胞分簇,这个在《夏老师带你读文献》和《列文虎克读文献》里也都介绍过),他们也发现脑缺血会导致外周ECs细胞的持续激活,这里体现的就是VCAM1这样的粘附分子的表达增强:
同时他们用β-Gal染色(这个熟悉细胞衰老信号通路的话,应该知道,这就是细胞衰老检测,通过β-Gal的蓝色染色,来具体分析细胞的衰老过程,不清楚的话,可以看看《信号通路是什么鬼?》系列),也发现脑缺血也会导致ECs的细胞衰老增加。
那么具体ECs受到了什么样的刺激,导致了这样的激活呢?他们通过单细胞测序的结果分析,发现了在脑缺血小鼠模型中,脑缺血诱导后的ECs,基因表达在Notch信号通路中会有明显的富集(Notch信号通路也是比较常见的信号通路,通过水解形成NICD,入核启动转录,不熟悉的话可以看看《信号通路是什么鬼?》系列):
那么又是什么激活了ECs细胞中的Notch信号通路呢?他们通过对于脑缺血后血浆中纯化出的外泌体进行了分析,发现其中高表达了Notch信号通路中Notch1的配体,DLL1和Jagged1。而通过对细胞亚群的具体分析。他们发现,这些高表达DLL1和Jagged1的细胞,实际上就是髓样细胞:
那么为了确定髓样细胞是主要表达Notch1配体的细胞,他们采用了髓样细胞特异性的Cre-LoxP系统进行特异性的DLL1和Jagged1敲除(Cre-LoxP就是通过重组酶,将基因敲除或敲入的技术,而通过Cre酶前的特异性启动子可以实现细胞特异性的敲除或敲入,不清楚Cre-LoxP系统的话,可以看看《列文虎克读文献》,都介绍过)。同时,为了确认外泌体在其中的作用,他们也使用了外泌体抑制剂进行抑制。通过这两个实验,确定了髓样细胞产生的富含DLL1和Jagged1的外泌体,可能是激活ECs细胞中Notch1及Notch信号通路的关键:
而提取了脑缺血导致的中风患者的循环外泌体,与将HUVEC(人脐静脉EC)共培养,发现中风患者的循环外泌体可以激活ECs的Notch1,并导致细胞衰老(这个验证,其实就是柯霍氏法则的验证,柯霍氏法则中,从病株中抽提出的病毒样本,可以在健康株中导致植物疾病,也是类似的原理。不清楚柯霍氏法则的话,可以看看《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》《轻松的文献导读》和《列文虎克读文献》):
在这个冠状动脉粥样硬化的过程中,ECs细胞表达的VCAM1是关键,因为VCAM1会介导中性粒细胞和单核细胞的粘附,他们使用了抗VCAM1单克隆抗体,则可减少脑缺血诱导的主动脉组织中的Ly6C高表达的单核细胞和中性粒细胞的增多:
那么VCAM1的上游事件,其实就是Notch1的激活。为了确定Notch1的激活对于冠状动脉粥样硬化造成的影响,他们就进行了Notch1的敲除,或是使用了Notch1的抑制剂,这两种方法,都在模型动物体内缓解中风引起的动脉粥样硬化进展:
最后他们就形成了这样一个示意图,脑缺血会导致髓样细胞的外泌体中DLL1和Jagged1的表达增加,而DLL1和Jagged1会激活ECs细胞,导致ECs细胞的Notch1激活,并激活EC细胞的衰老以及VCAM1的表达。VCAM1会粘附中性粒细胞、巨噬细胞和单核细胞,最终导致动脉粥样硬化:
这篇文章其实还是蛮有意思的,虽然没有从机制上进行深入分析,但他们在应用上给出了答案。一方面抑制VCAM1,另一方面抑制Notch1的激活,都可以缓解动脉粥样硬化的进展。好了,今天就先策到这里吧,有兴趣的话,可以看看原文,祝你们心明眼亮。
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