Single-cell RNA sequencing identifies an Il1rn+/Trem1+ macrophage subpopulation as a cellular target for mitigating the progression of thoracic aortic aneurysm and dissection

BD Rhapsody单细胞多组学分析系统

#633701 Rhapsody单细胞成像仪

#633702 Rhapsody上样工作站

BD Rhapsody全转录组分析：

#633801 BD Rhapsody全转录组扩增试剂盒

#664887 Rhapsody enhanced Cartridge配套试剂盒

#633733 Rhapsody Cartridge试剂盒

#633773 Rhapsody 反转录试剂

BD Rhapsody全转录组分析Pipeline(Version 1.5.1)

作者首先注射BAPN（β-aminopropionitrile 赖氨酸氧化酶抑制剂）构建TAAD小鼠模型，然后收集注射后第7、14、21天（分别代表TAAD早期、中期和晚期）不同时间点的小鼠模型胸主动脉组织细胞进行单细胞测序。利用BD Rhapsody单细胞平台对细胞进行单细胞捕获建库，测序后进行单细胞转录组比较分析。

首先对模型小鼠和对照小鼠共6个样本（获得61826个细胞），进行了主动脉组织细胞异质性解析，通过无偏聚类分析共得到24个细胞簇，涉及7个典型的主动脉细胞类型。

接下来作者对实验组和对照组小鼠数据进行差异化分析，结果发现一些与TAAD进展相关的细胞群细胞数目发生了改变。相比对照组，血管平滑肌细胞（SMC）在实验组显著减少，而巨噬细胞则显著增加。

接下来作者就对减少的SMC和增加的巨噬细胞进行进一步的分析。SMC减少是TAAD的主要特征之一，作者分析了TAAD中SMC减少的可能原因，结果发现氧化压力，内质网压力和Toll-like 受体信号通路的持续激活可能会导致SMC的衰老和凋亡信号通路被上调。细胞交流分析发现，SMC与其他细胞群体的受体-配体相互作用在TAAD早期阶段就发生了改变。其中值得注意的是巨噬细胞与SMC的几种相互作用变得更加特异。

作者接下来对胸主动脉巨噬细胞进行了一系列分析，发现TAAD中的巨噬细胞具有异质性，可分为三个亚群，即Lyve1+寄居型抗炎巨噬细胞，Cd74+抗炎呈递型巨噬细胞和Il1rn+/Trem1+促炎巨噬细胞。并且利用单分子荧光原位杂交技术（smFISH）在模型小鼠胸主动脉组织中证实了这三个巨噬细胞亚群的存在。

研究发现，在人和小鼠中，主动脉组织特异性巨噬细胞，尤其是Il1rn+促炎巨噬细胞亚群，是大多数有害分子（包括MMPs和炎症细胞因子）的主要来源，促进了TAAD的发展。通过给小鼠注射抑制剂Ki20227，来抑制巨噬细胞在主动脉内的聚集，可以显著降低小鼠TAAD和主动脉破裂的发生率。在TAAD小鼠模型中注射Trem-1（主要由c13巨噬细胞亚群表达）的特异性抑制多肽药物mLR12，结果发现小鼠主动脉破裂率显著降低，生存率显著提高。

这项研究内容指出了在TAAD中抗炎症治疗的重要性，并且指出IL1RN+/TREM1+巨噬细胞亚群是TAAD进展的有害分子主要来源，而靶向阻断TRME+巨噬细胞则为TAAD的治疗提供了新的思路。在这项研究中，BD Rhapsody单细胞平台发挥了重要作用，快速准确地捕获了上万个单细胞并进行测序，全面解析了TAAD不同时间点转录组的变化情况，为深入研究TAAD疾病进展和治疗提供了依据，为寻找新的靶向治疗药物奠定了基础。