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文章中使用的單細(xì)胞建庫平臺為墨卓生物的MobiNova?-100,分析軟件為MobiVision?,利用該平臺開展的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù),揭示了BHD可能通過Cav1調(diào)控外泌體MALAT1/YAP1/HIF-1α軸來促進腦缺血后的血管生成和神經(jīng)功能恢復(fù)。

BHD對腦缺血后神經(jīng)行為評分和病理損傷的改善
實驗采用了中腦動脈閉塞(MCAO)技術(shù)來建立小鼠的腦缺血模型,以此來模擬人類腦卒中的病理狀態(tài)。小鼠被隨機分配到不同的實驗組以接受不同劑量BHD治療,治療開始于手術(shù)后6小時,持續(xù)7天。通過神經(jīng)行為評分和組織病理學(xué)評估,包括HE染色和Nissl染色,BHD顯示出對腦缺血后小鼠神經(jīng)功能恢復(fù)的促進作用。這些結(jié)果表明BHD能夠減輕腦缺血引起的神經(jīng)功能缺損和腦組織損傷。

BHD促進腦缺血后小鼠的血管生成
研究人員用免疫熒光染色技術(shù)檢測了小鼠腦缺血側(cè)皮層的微血管密度(MVD),進而用以衡量血管生成。實驗結(jié)果顯示,與模型組(未經(jīng)BHD治療的腦缺血小鼠)相比,BHD治療組的小鼠在缺血側(cè)皮層區(qū)域的MVD有顯著增加。研究者還使用了CD31/Ki67免疫熒光雙染技術(shù)來評估血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖情況。雙標(biāo)陽性細(xì)胞的數(shù)量增加表明BHD不僅促進了新血管的形成,還增加了血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖活性。這些證據(jù)表明BHD能夠促進新血管的形成,從而改善腦缺血區(qū)域的血液供應(yīng)。

單細(xì)胞測序分析BHD對MCAO小鼠腦組織細(xì)胞組成的影響
MCAO模型小鼠進行了BHD治療后,收集其缺血側(cè)皮層區(qū)域的腦組織樣本進行單細(xì)胞測序分析。與對照組相比,BHD治療顯著改變了缺血側(cè)皮層區(qū)域的細(xì)胞組成,某些細(xì)胞類型的豐度發(fā)生了變化,例如缺血區(qū)域的血管內(nèi)皮細(xì)胞數(shù)量在BHD的作用下有所增加,這與BHD促進血管生成的觀察結(jié)果一致。表明BHD可能通過調(diào)節(jié)特定細(xì)胞類型的基因表達(dá)來發(fā)揮作用。

單細(xì)胞測序數(shù)據(jù)還揭示了BHD對特定細(xì)胞類型中差異表達(dá)基因(DEGs)的影響。通過比較MCAO模型組與BHD治療組之間的基因表達(dá)差異,研究人員識別了與血管生成、細(xì)胞增殖、遷移和神經(jīng)保護等相關(guān)的基因。

富集分析探討了BHD影響的生物學(xué)途徑和功能。KEGG通路分析揭示了BHD影響的特定信號通路,GO富集分析揭示了BHD調(diào)節(jié)的細(xì)胞過程和分子功能。這些分析結(jié)果有助于理解BHD如何在分子層面上促進腦缺血后的恢復(fù)。

最后,單細(xì)胞測序分析還提供了關(guān)于細(xì)胞間通訊網(wǎng)絡(luò)的信息,這有助于揭示BHD如何通過調(diào)節(jié)細(xì)胞間的相互作用來發(fā)揮作用。例如,BHD可能增強了內(nèi)皮細(xì)胞之間的通訊,這對于協(xié)調(diào)血管生成過程至關(guān)重要。

BHD通過Cav1調(diào)節(jié)外泌體MALAT1/YAP1/HIF-1α軸影響血管生成
之前有研究表明,caveolin-1(Cav1)細(xì)胞間信號傳遞中起重要作用,所以本研究特意觀察了該基因在不同細(xì)胞類群之間的表達(dá)水平。結(jié)果發(fā)現(xiàn)Cav1明顯集中表達(dá)在血管內(nèi)皮細(xì)胞。

BHD通過caveolin-1(Cav1)調(diào)節(jié)外泌體中的長非編碼RNA MALAT1,進而影響YAP1/HIF-1α信號軸,這一過程在體外和體內(nèi)實驗中均得到了驗證。通過基因敲除和穩(wěn)定轉(zhuǎn)染的細(xì)胞系,研究證實了Cav1在BHD促進血管生成中的關(guān)鍵作用。此外,BHD還能夠通過Cav1調(diào)節(jié)OGD/R損傷的bEnd.3細(xì)胞的存活、增殖、遷移和血管形成能力,進一步證實了BHD通過Cav1發(fā)揮作用的機制。

本研究借助單細(xì)胞測序技術(shù)進行了BHD在腦缺血后促進血管生成和神經(jīng)功能恢復(fù)作用的全面理解,揭示了BHD通過Cav1調(diào)節(jié)外泌體MALAT1/YAP1/HIF-1α軸的潛在分子機制。這一機制可能為腦缺血后血管生成和神經(jīng)功能恢復(fù)提供了新的治療策略。這些發(fā)現(xiàn)不僅增進了我們對BHD作用方式的理解,也為未來的藥物開發(fā)和臨床治療提供了重要的分子靶點。


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墨卓生物是一家以微流控芯片技術(shù)和自主創(chuàng)新基因檢測為核心,擁有高通量單細(xì)胞多組學(xué)測序、微生物單細(xì)胞測序、單細(xì)胞分選等平臺型產(chǎn)品線,集儀器、芯片、試劑、生信軟件的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的整體解決方案供應(yīng)商。公司創(chuàng)始人團隊來自哈佛大學(xué),研發(fā)和運營團隊有著數(shù)十年跨國企業(yè)從業(yè)經(jīng)驗,由世界一流的科學(xué)家、行業(yè)資深前輩擔(dān)任顧問。墨卓生物致力于成為生命科學(xué)、精準(zhǔn)醫(yī)療、農(nóng)林業(yè)育種等研究領(lǐng)域的上游科研儀器開發(fā)領(lǐng)跑者。