中国科学家揭示动脉瘤新机制,为治疗带来新希望
中国科学家揭示动脉瘤新机制,为治疗带来新希望
近日,中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心杜久林研究组联合复旦大学附属华山医院神经外科朱巍团队,在《心血管研究》(Cardiovascular Research)杂志上发表了一项关于颅内动脉瘤发病机制的重要研究。该研究首次揭示了血管内皮细胞中ANGPT2基因在动脉瘤形成中的关键作用,并建立了新型的遗传动物模型,为动脉瘤的治疗带来了新的希望。
颅内动脉瘤是脑动脉中的局部膨出或球状扩张,其破裂可导致致命的蛛网膜下腔出血。尽管血流紊乱、血管壁剪切应力、氧化应激等因素已被证实与动脉瘤的形成和发展有关,但关于血管内皮细胞自身内在分子通路的研究却鲜有报道。
为了解析动脉瘤形成的分子机制,研究团队对三例散发囊性颅内动脉瘤患者样本和三例对照动脉样本进行了单细胞RNA测序,成功鉴定了包括内皮细胞在内的九大主要细胞群。通过差异表达基因、富集分析及细胞通信分析,研究团队发现与血管生成相关的信号通路在内皮细胞中异常增强,并确定了多个与颅内动脉瘤形成相关的上调基因。
为了验证这些候选基因的作用,研究团队以斑马鱼为模型,在内皮细胞中特异性表达候选基因,观察脑血管变化。结果发现,angpt2a基因的表达能够引起类似颅内动脉瘤的血管扩张和隆起。进一步研究通过基因敲入介导的pdgfrb基因破坏,建立了全新的颅内动脉瘤遗传动物模型,模拟人类颅内动脉瘤的主要特征。实验表明,抑制angpt2a能够显著减轻模型中的血管扩张。
这一突破性研究不仅提供了单细胞转录组资源,揭示了人类颅内动脉瘤中内皮细胞的异质性,还建立了新型的颅内动脉瘤遗传动物模型,为从分子和细胞水平剖析颅内动脉瘤的病理发生机制提供了新工具。研究结果提示,靶向抑制ANGPT2可能成为治疗颅内动脉瘤的有效策略,为临床治疗带来了新的希望。
值得注意的是,这项研究与此前川岛明次教授团队的研究相互印证。川岛教授团队发现,JNK通过调节MMP的表达来促进脑动脉瘤的生长,而缺氧微环境和缺氧诱导的VEGF则通过加剧炎症促进动脉瘤破裂。这些研究共同揭示了动脉瘤发病机制的复杂性,为未来的治疗提供了多个潜在靶点。
然而,从基础研究到临床应用仍需克服诸多挑战。目前,动脉瘤的治疗主要包括开颅手术夹闭和血管内介入治疗两种方式。外科夹闭手术具有闭塞率高、治疗效果稳定、复发可能性低等优点,但创伤较大;血管内介入治疗创伤小,但疗效可能略逊于开颅手术。未来,基于ANGPT2、JNK、MMP等分子靶点的新型治疗方法有望为患者提供更安全、更有效的治疗选择。
这项研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会会员项目、上海市自然科学基金的支持。研究团队表示,将继续深入研究动脉瘤的发病机制,探索更多潜在的治疗靶点,为最终攻克这一威胁人类健康的疾病不懈努力。
