1区top刊IF14+:浙大/天津中医等以丹参酮IIA为例-单细胞RNA测序揭示心肌梗死后心脏免疫机制

【写在前面】：

本期推荐的是由浙江大学药学院、天津中医药大学等研究团队近期early view于Small Methods  (IF14.188）的一篇文章，揭示单细胞RNA测序揭示心肌梗死后心脏免疫的时间多样性和动态-以丹参酮IIA为例。

【期刊简介】

中科院基础版工程技术1区top刊。审稿周期3月。

【题目及作者信息】

Single-Cell RNA Sequencing Reveals the Temporal Diversity and Dynamics of Cardiac Immunity after Myocardial Infarction

浙江大学药学院、组分中药国家重点实验室浙江大学交叉创新中心范骁辉教授团队与天津中医药大学第一附属医院樊官伟团队合作在《Small Methods》上发表了题为“Single-cell RNA Sequencing Reveals the Temporal Diversity and Dynamics of Cardiac Immunity after Myocardial Infarction”的研究论文。（灵感自Acta Materia Medica）

【摘要】

心肌梗死(MI)与心脏免疫的时间调节密切相关。然而，由于缺乏心肌梗死后的免疫调节/抗炎靶点，目前的各种临床试验都失败了。对小鼠左冠状动脉前降支结扎模型损伤后0、3、7、14d的心脏Cd45+免疫细胞进行单细胞RNA测序分析。主要的免疫细胞群，不同的亚群，和动态变化被确定。巨噬细胞(Mø)最为丰富，在梗死后第3天达到峰值。Mø-5和Mø-6是此时主要的浸润亚群，炎症因子表达较强。进一步的分析表明，抑制这些集合可以通过防止随后的白细胞外渗和不良重构来减轻心肌梗死的病理进展。在第7天和第14天，也分别检测到大量的凋亡中性粒细胞和一个促纤维化巨噬细胞亚群。这些结果为心肌梗死中细胞类型和时间特异性的干预提供了基础。

图文摘要

【前言】

心肌梗死(MI)是世界范围内死亡和发病率的一个重要原因，特点是免疫细胞的招募和激活。这些细胞协调了非常复杂的免疫反应，可以传播或抵御心脏病。例如，免疫细胞参与心肌梗死后最初的促炎过程以及后来的抗炎反应，包括通过在伤口愈合或重塑中发挥作用。因此，心脏免疫被认为是心肌梗死的重要病理生理因素和靶点。然而，许多心肌梗死后免疫调节/抗炎靶点的临床试验已经显示了不确定和有争议的结果。因此，需要进行研究来了解免疫系统是在什么、如何以及在什么时间内被激活的，为调节心肌愈合过程中的免疫炎症机制提供基础。

我们通过分析16 380个小鼠心肌Cd45+细胞在心肌梗死后较长时间窗内的高通量单细胞转录组谱，研究了全面的心脏免疫景观。我们根据整个疾病的独特分子特征，确定了主要的免疫细胞群以及它们独特的亚群。我们主要关注巨噬细胞，巨噬细胞在心肌梗死后早期显著扩张，并在促进过度炎症反应或提供组织修复方面显示出关键作用。我们评估了疾病进展过程中的基因谱，并描述了心脏巨噬细胞的逐步变化和转变。我们还确定了中性粒细胞和淋巴细胞群体的时间和作用。此外，通过对丹参酮IIA处理的小鼠心脏进行平行scRNA-seq检测，确定了显示出潜在的治疗靶点的有害巨噬细胞亚群。在我们的研究中确定的详细分子特征提高了对不同免疫亚型的功能、信号通路和相互作用的理解，并将有助于识别特定特征，作为人类心肌梗死的预后和治疗靶点。

【结果部分】

1.对心肌梗死数据集中4个样本的心脏Cd45+细胞进行单细胞RNA测序，揭示了7个免疫细胞群的梗死后动态。

2.心脏巨噬细胞具有高度异质性，在心肌梗死进展中表现出不同的功能。

3.单核细胞和巨噬细胞在真实心肌梗死进展和假时间中的时间动力学。

4.心肌梗死进展过程中巨噬细胞的时间特异性分子表达模式。

5.嗜中性粒细胞和淋巴细胞的时间多样性和动态。

6.丹参酮IIA治疗验证了早期浸润性巨噬细胞亚群抑制在减轻病理心肌梗死进展方面的有效性。

A)不同巨噬细胞亚群的疾病贡献。半径与贡献分数成正比。详细信息见实验部分。B)实验设计和数据集成的示意图。在左前降支结扎后3、7和14d，对从C57BL/6小鼠平行丹参酮iia处理的心脏中分离的Cd45+免疫细胞进行10×铬scRNA-seq检测。每个时间点同时处理5只小鼠。TanIIA组的scRNA-seq数据使用相同的管道进行预处理，并与MI数据集集成。详细的测序和质量控制指标见图S10A和表S1（支持信息）。C)作为疾病进展和丹参酮IIA治疗的功能，相对于所有心脏免疫细胞的免疫细胞群的比例。D)丹参酮IIA治疗后第3天单核细胞和各巨噬细胞亚群比例的改变。E)CD68（红色）、Rsad2或Fabp4（绿色）和DAPI（4‘、6-二胺基-2-苯；蓝色）的免疫荧光染色，显示丹参酮IIA治疗对Mø-5和Mø-6的抑制作用。Sham、3dMI和3dTanIIA组中Mø-5(Rsad2+CD68+)和Mø-6(Fabp4+CD68+)的绝对数量分别显示在底部。Mø-5(i)和Mø-6(ii)中丹参酮IIA治疗第3天后特征基因表达变化的F)小提琴图。

【结论与讨论】

该研究为心肌梗死进展中心脏免疫细胞梗死后动力学提供了见解。Mø、单核细胞、中性粒细胞和淋巴细胞在不同的阶段占主导地位，并表现出不同的作用。早期浸润的巨噬细胞及其表达的炎症因子在心肌梗死的发病机制中起着重要作用。中性粒细胞的凋亡和淋巴细胞的扩张促进了第7天从炎症期向修复期的转化。一个促纤维化巨噬细胞亚群在14d特异性出现，这可以影响心脏重构的结果。丹参酮IIA的治疗表明，细胞类型和时间特异性的干预对心肌梗死具有有效的临床应用。

转自：科研人直通车 2022-05-20 10:00

文章来源于如沐风科研 ，作者Mr lucky yang

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