单细胞分辨率揭示高血压导致神经血管与认知功能障碍的机制Hypertension-Induced Neurovascular and Cognitive Dysfunction at Single-Cell Resolution | bioRxiv

环球医讯 / 心脑血管来源:www.biorxiv.org美国 - 英语2025-09-20 22:18:06 - 阅读时长2分钟 - 928字
本研究通过单细胞RNA测序技术,在血管紧张素II诱导的高血压小鼠模型中系统分析了神经血管和认知功能障碍的分子机制。研究发现,高血压仅3天后即出现内皮运输功能障碍、细胞衰老、少突胶质细胞分化停滞及神经元网络失衡等早期变化;42天后认知障碍显现时,进一步发展出髓鞘形成缺陷、轴突传导异常及神经元线粒体功能障碍。这些结果首次揭示了内皮细胞、中间神经元和少突胶质细胞的早期脆弱性,为高血压相关认知障碍提供了关键分子基础,同时为后续机制研究和治疗靶点验证建立了宝贵资源,对预防和治疗高血压性脑损伤具有重要临床意义。
高血压认知障碍神经血管功能障碍单细胞RNA测序内皮细胞中间神经元少突胶质细胞细胞衰老线粒体功能障碍治疗靶点
单细胞分辨率揭示高血压导致神经血管与认知功能障碍的机制

Anthony G Pacholko(威尔康奈尔医学院)、Samantha M Schaeffer(威尔康奈尔医学院)、Monica M Santisteban(范德堡大学)、Sung Ji Ahn(威尔康奈尔医学院)、Gianfranco Racchumi(威尔康奈尔医学院)、Gang Wang(威尔康奈尔医学院)、Laibaik Park(威尔康奈尔医学院)、Giuseppe Faraco(威尔康奈尔医学院)、Josef Anrather(威尔康奈尔医学院)、Costantino Iadecola(威尔康奈尔医学院)

摘要

动脉高血压是认知障碍的主要诱因,其机制归因于脑血管功能不全、血脑屏障破坏以及白质损伤。然而,高血压影响脑细胞的分子机制尚不明确。本研究利用血管紧张素II诱导的高血压小鼠模型,通过单细胞RNA测序技术,绘制了神经血管和认知功能缺陷出现前(3天)及出现后(42天)的新皮质转录组变化图谱。令人惊讶的是,仅3天后即观察到内皮运输功能障碍、细胞衰老、少突胶质细胞分化停滞、中间神经元功能低下及神经网络失衡的证据。至42天时,当认知障碍明显显现,髓鞘形成与轴突传导缺陷以及神经元线粒体功能障碍进一步发展。这些发现揭示了内皮细胞、中间神经元和少突胶质细胞此前未被认知的早期脆弱性,并为高血压后续神经血管功能障碍和认知障碍提供了分子基础。此外,该数据集为未来机制研究和治疗靶点验证构建了宝贵资源。

利益冲突声明

S.M.S.、A.G.P.、M.M.S.、S.A.、G.W.、G.R.、L.P.、G.F. 和 J.A. 声明不存在竞争性财务利益。C.I. 担任 Broadview Ventures 科学顾问委员会成员。

脚注

为区分血压升高与血管紧张素II对内皮细胞衰老及抑制性神经元一氧化氮产生的直接影响,新增实验组(使用升压剂苯肾上腺素;非升压剂量血管紧张素II)。为验证血管紧张素II对内皮细胞衰老及抑制性神经元一氧化氮产生的早期效应能否被血管紧张素受体阻滞剂洛沙坦逆转,新增实验组。针对微动脉内皮细胞在42天时间点的重塑,补充了离体验证(胶原IV)。针对少突胶质前体细胞在3天时间点的DNA损伤,补充了离体验证。

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