研究人员对灵长类动物动脉衰老提供了新的见解
心血管疾病是全世界发病率和死亡率的主要原因。年龄相关的动脉特性变化,如内皮功能障碍和结构改变,被认为是动脉粥样硬化发展的初始事件。由于来自不同来源的血管细胞的高度异质性,阻碍了我们对人类动脉衰老的认识以及对人类动脉衰老及其相关疾病的干预措施的发展。
近日,中国科学院动物研究所和北京大学的科学家们共同合作,建立了首个灵长类动物动脉衰老的单细胞转录组图谱。
利用单细胞转录组测序技术,他们绘制了食蟹猴动脉在单细胞分辨率下的全面衰老路线图,并确定FOXO3A丢失是动脉内皮老化的关键驱动因素。
这项题为“灵长类动物动脉衰老的单细胞转录组学景观”的研究已经发表在自然通讯2020年5月5日。
主动脉和冠状动脉是随着年龄增长人体血管中两个最易损伤的区域。研究人员分析了老年性主动脉,其表现出血管老化的特征,包括壁厚增加、纤维帽形成、动脉钙化和弹性层片碎裂。
然后,他们描绘了年轻和年老的非人类灵长类动物动脉的单细胞转录组景观,并解开了主动脉特异性和冠状动脉8种血管细胞类型的特异性分子特征。
基因网络分析描述了调控血管衰老的转录标志,并将FOXO3A(长寿相关转录因子)定位为主调控基因,在猴子血管的6个亚型中被下调细胞在老化。
此外,FOXO3A在人动脉血管内皮细胞中的靶向失活导致细胞内稳态的破坏,并重现了在老年猴动脉中观察到的主要表型缺陷。
总之,研究人员建立了非人类灵长类动物动脉衰老的高分辨率单细胞转录组图谱,揭示了灵长类动物动脉衰老过程中细胞组成和分子特征的动态变化,并证实FOXO3A丢失是动脉内皮老化的关键驱动因素。
这项工作为理解灵长类动物动脉衰老提供了重要资源,并为未来治疗年龄相关性血管疾病提供了重要线索。
最后,值得注意的是,该团队最近使用基因编辑获得了世界上第一个foxo3a增强的人类血管细胞(Cell Stem Cell, 2019,封面文章)。
与上述foxo3a缺陷的血管内皮细胞相比,foxo3a增强细胞在体内的增殖、管的形成和血管修复能力显著增强,为血管退行性疾病的治疗提供了优良的移植物材料。