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目前关于人类主动脉弓压力感受器尚无数据,为填补空白,研究人员对主动脉弓进行组织学、蛋白质组学和转录组学分析。结果首次发现 PIEZO1、TRPV2 和 TRPM4 这三种潜在压力感受器。该发现对血压调控研究意义重大。
在人体的心血管系统中,血压的稳定至关重要。而压力反射(Baroreflex)作为调节血压和心跳的关键机制,依赖于特定的机械敏感压力感受器(Baroreceptors)发挥作用。过往研究主要集中在动物实验,对于人类主动脉弓压力感受器的情况,科学界几乎一无所知。没有相关数据,就难以深入了解人体血压调节的精细机制,更无法为高血压等心血管疾病的治疗提供精准指导。在这样的背景下,来自瑞士苏黎世大学医院多个部门的研究人员决心攻克这一难题,他们开展的研究成果发表在《Hypertension Research》上,为心血管领域的研究带来了新的曙光。
研究人员采用了多种关键技术方法。在样本选取上,使用了来自 3 例无心血管合并症患者尸检的主动脉弓、6 例腹主动脉瘤以及 4 例对照腹主动脉组织样本。通过组织学和免疫组化(IHC)分析,用多种抗体检测神经;利用激光捕获显微切割(LCM)和宏观解剖技术获取样本进行蛋白质组学分析;从新鲜冷冻组织提取 RNA 进行转录组学分析,还运用多种数据分析方法探究差异表达等情况。
下面来看具体的研究结果:
- 组织学和免疫组化分析外周神经:研究人员对多种抗体进行优化以检测不同类型外周神经。最终确定 TH、NF 和 VGLUT2 能清晰染色人类主动脉弓神经。定量分析发现主动脉弓神经分布不均,升主动脉(至左锁骨下动脉)神经较多,部分节段神经少但神经束大,且主动脉弓上下部分神经分布无差异。
- 激光捕获显微切割:LCM 分离神经束及周围区域进行蛋白质组学分析,虽鉴定出大量蛋白质,其中 334 种在神经中显著丰富,但未发现压力感受器候选蛋白。
- 宏观解剖 FFPE 主动脉组织样本的蛋白质组学分析:由于 LCM 未检测到潜在压力感受器,研究人员分析整个外膜。结果在健康主动脉弓、健康腹主动脉和腹主动脉瘤的外膜中均检测到 PIEZO1、TRPM4 和 TRPV2 这三种潜在压力感受器。且 PIEZO1 在三组中蛋白丰度相似,TRPV2 在腹主动脉瘤中显著增加,TRPM4 在健康腹主动脉中蛋白丰度最低。
- 宏观解剖新鲜主动脉弓样本的蛋白质组学分析:为提高分析灵敏度,研究新鲜冷冻样本外膜。同样检测到 PIEZO1、TRPV2 和 TRPM4,且同一节段上下部分这些蛋白丰度无显著差异。
- 宏观解剖新鲜主动脉弓样本的转录组学分析:对新鲜冷冻主动脉弓组织样本进行转录组学分析,发现除 ASIC4 和 ENaC 的 α 亚基外,潜在机械敏感蛋白的 mRNA 多属于瞬时受体电位离子通道家族。但未检测到 PIEZO1、TRPV2 和 TRPM4 的表达。
- 潜在压力感受器 PIEZO1、TRPV2 和 TRPM4 的免疫组化分析:对这三种潜在压力感受器进行免疫组化分析,虽对照组织染色阳性,但在主动脉弓中无法可靠识别它们,可能是因为压力感受器位于单根神经纤维末端,免疫组化难以检测。
在研究结论和讨论部分,此次研究首次在人类主动脉弓中鉴定出潜在压力感受器 PIEZO1、TRPV2 和 TRPM4。主动脉弓外膜神经分布不均,主要集中在升主动脉至左锁骨下动脉区域。蛋白质组学检测到这三种潜在压力感受器,但转录组学未检测到其 mRNA 表达,推测这些蛋白源自位于脑干的神经节神经元。有趣的是,在健康和患病的腹主动脉中也发现了这些离子通道,表明它们可能在人体主动脉普遍表达,不过其功能取决于所在细胞类型和神经纤维走向。
这项研究意义重大。它首次揭示了人类主动脉弓潜在压力感受器,为深入理解人体血压调节机制奠定了基础。尽管样本量较小,后续还需更多研究加以验证,但它为心血管领域研究指明了新方向,有望推动高血压等心血管疾病治疗手段的创新发展 。未来研究可进一步探究这些潜在压力感受器在整个动脉树中的分布和功能,为精准治疗心血管疾病提供更有力的理论支持。