单细胞老年血液 - 脑脊液图谱揭示特发性正常压力脑积水(iNPH)中受外周影响的免疫失调机制

【字体: 时间:2025年05月06日 来源:Proceedings of the National Academy of Sciences 9.4

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  为探究特发性正常压力脑积水(iNPH)的发病机制,研究人员对 iNPH 患者外周血和脑室脑脊液进行单细胞 RNA 测序。发现基线认知功能较低患者的血液和脑脊液单核细胞存在促炎改变,还鉴定出可能代表脑室周围退变神经胶质细胞脱落的脑脊液细胞群,有助于研究 iNPH 病理。

  特发性正常压力脑积水(iNPH)是一种神秘的脑积水类型,影响着超过 6% 的 80 岁以上人群。目前,iNPH 的发病机制仍不明确。在这项研究中,研究人员收集了 10 名 iNPH 患者的脑室脑脊液和血液样本,并分离出脑脊液细胞和外周血单核细胞(PBMCs)进行单细胞 RNA 测序(scRNAseq)。
通过对脑脊液细胞和 PBMCs 进行无偏聚类分析,研究人员鉴定出了 13 种细胞类型,包括祖细胞、增殖细胞、神经胶质细胞、星形胶质细胞、B 细胞、血小板、浆细胞样树突状细胞(pDC)、经典树突状细胞(cDC)、CD16+单核细胞、CD14+单核细胞、自然杀伤细胞(NK)、CD8+T 细胞和 CD4+T 细胞。研究发现,脑脊液中存在免疫细胞的分区特异性组成,pDC 和 cDC 在脑脊液中相对血液更为富集。此外,在脑室脑脊液样本中还检测到了表达星形胶质细胞和神经胶质细胞标记物的细胞,这在以往对腰椎脑脊液的 scRNAseq 研究中未曾报道。

研究人员将 iNPH 患者根据蒙特利尔认知评估(MoCA)得分分为两组:MoCA 得分低于 21 分的低 MoCA 组(4 名患者)和得分高于 21 分的高 MoCA 组(5 名患者)。通过二项式回归模型分析发现,低 MoCA 组患者脑脊液中星形胶质细胞、NK 细胞和 CD14+单核细胞比例增加,而 CD8+T 细胞和 CD16+单核细胞比例降低。热图分析显示,高、低 MoCA 得分患者的脑脊液细胞在细胞类型特异性基因表达上存在差异。低 MoCA 组 iNPH 患者脑脊液中的 CD14+单核细胞中,编码促炎钙结合蛋白的 S100A12、S100A8 和 S100A9 基因表达显著增加。基因本体(GO)分析表明,低 MoCA 组患者脑脊液中的单核细胞(CD14+和 CD16+)表达的基因在中性粒细胞脱颗粒和激活相关通路中富集,而高 MoCA 组患者脑脊液中的单核细胞表达的基因则与突触修剪、细胞连接解体和补体激活调节相关。

在比较高、低 MoCA 组 iNPH 患者的血液 scRNAseq 数据时发现,低 MoCA 组血液中 pDC、CD14+单核细胞和 CD16+单核细胞比例增加,B 细胞比例降低。低 MoCA 组血液中的 CD14+和 CD16+单核细胞在基因表达上与高 MoCA 组存在显著差异,且低 MoCA 组外周血 CD14+单核细胞中促炎信号 S100A12、S100A8 和 S100A9 的表达水平更高。

这项研究构建了 iNPH 患者血液和脑室脑脊液的单细胞转录组图谱,揭示了基线认知功能较低患者存在免疫失调的潜在证据。同时,该研究还强调了脑脊液和血液分子分析在推进 iNPH 病理研究中的重要性。不过,本研究的样本量较小,未来需要在更大的患者队列中进一步研究。此外,在神经外科分流手术中收集血液和脑室脑脊液的策略,对于其他神经系统疾病的组织细胞和分子特征研究也可能具有参考价值。

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