中国学者首次绘制出灵长类动脉血管衰老的单细胞图谱

灵长类动脉血管衰老的细胞分子机制。  中科院动物研究所 图

衰老的血管难以给全身提供足够的养分，将直接导致人体脏器功能的衰退。中国学者首次绘制出了灵长类动脉血管衰老的单细胞图谱，该成果5日在线发表在《自然·通讯》上。

中国科学院动物研究所曲静研究组、刘光慧研究组与北京大学汤富酬研究组联手，首先对年轻和年老食蟹猴的动脉血管进行了组织学分析。大尺度电镜三维重构等技术揭示，年老血管呈现血管壁增厚、钙化、纤维化以及血管内皮细胞减损等一系列衰老特征。

“目前没有明确的人类老年血管的细胞组成和分子特征，不同来源的血管壁细胞存在高度异质性，就是说心脏和手指的血管细胞组成是不同的。”论文通讯作者之一、中国科学院动物研究所研究员曲静介绍。

主动脉弓和冠状动脉是人类动脉粥样硬化的易感部位，因此研究人员利用高精度单细胞转录组测序技术绘制了主动脉弓及冠状动脉的内皮细胞、平滑肌细胞和成纤维细胞等血管细胞类型的基因表达图谱，并鉴定出8种区分主动脉和冠状动脉的新型分子标志物。

进一步分析表明，转录因子FOXO3A（长寿基因FOXO3A编码的蛋白产物）是调控衰老血管差异表达基因的关键分子节点。FOXO3A在6种衰老的血管壁细胞中表达均下调，是灵长类动脉血管衰老的重要特征。

“我们结合胚胎干细胞基因编辑和定向诱导分化技术，获得了靶向敲除FOXO3A基因的人类血管内皮细胞。”文章第一作者张维绮说，与野生型细胞相比，FOXO3A缺失的血管内皮细胞表现出增殖、迁移和成管等能力的退化，表现得“更老”。