细胞骨架相关基因作为血管平滑肌细胞表型转换的关键检查点：动脉疾病病理重塑的新机制

本研究通过整合跨物种单细胞RNA测序(scRNA-seq)数据，揭示Fblim1、Tns1和Synpo2等细胞骨架相关基因在维持血管平滑肌细胞(VSMC)收缩表型中的关键作用。研究人员构建了动脉粥样硬化与动脉瘤的整合模型，发现这些基因通过调控肌动蛋白细胞骨架排列抑制VSMC病理性表型转换，并在动物模型中验证其治疗潜力，为动脉疾病提供了新的干预靶点。

　　

血管疾病是全球范围内导致死亡的主要原因之一，其中血管平滑肌细胞(VSMC)的表型转换被认为是动脉粥样硬化和主动脉瘤等疾病的核心病理过程。在健康状态下，VSMC表现出收缩表型，维持血管张力和结构完整性；然而在病理条件下，这些细胞会失去收缩特性，转化为增殖、迁移能力增强的合成表型，甚至分化为其他细胞类型，如成骨细胞样或炎症细胞样表型。这一过程被称为"表型转换"(phenotypic switching)，是血管病理重塑的关键驱动因素。尽管已有大量研究关注炎症细胞在血管病变中的作用，但对VSMC这一血管壁主要组成细胞在疾病发生发展中的具体机制仍知之甚少，特别是表型转换的早期分子事件尚不明确。

为深入探究这一问题，陆军军医大学的研究团队在《Journal of Advanced Research》发表了一项创新性研究。研究人员采用跨物种整合分析方法，结合单细胞转录组学和功能实验，系统揭示了细胞骨架相关基因在维持VSMC收缩表型中的关键作用，并证实这些基因可作为预防血管病理性重塑的潜在治疗靶点。

研究团队运用了多项关键技术：首先整合分析了8个公共单细胞RNA测序(scRNA-seq)数据集，涵盖人类和小鼠的动脉粥样硬化与动脉瘤样本；利用Seurat软件进行数据预处理和批次校正；采用Monocle3算法构建VSMC表型转换轨迹；通过siRNA敲低和腺病毒(AAv/Adv)介导的基因操作在体外原代VSMC和体内小鼠线栓损伤模型中验证靶基因功能。

研究结果部分，首先通过"血管疾病中VSMC来源细胞的综合单细胞RNA-seq模型"分析，研究人员成功构建了跨物种整合模型，证实了VSMC在病理条件下可转分化为脂肪样、炎症样、软骨样等多种表型。特别值得注意的是，通过SMC谱系追踪小鼠模型，明确了ZsGreen1⁺
标记的VSMC主要分布在SMC、成纤维细胞和中间状态细胞中。

在"轨迹分析揭示血管疾病模型中的多重表型转换"部分，研究确定了从收缩表型(根节点)到五种不同终末表型的转换轨迹。通过差异表达基因分析和功能注释，发现终末表型分别具有独特的基因表达特征：如脂肪样SMC高表达脂质转运相关基因Cd36和Fabp5，炎症样SMC高表达趋化因子Ccl4和Ccl5等。

"细胞骨架相关基因表达模式预测收缩状态"的研究发现尤为关键。研究人员鉴定出Fblim1、Tns1和Synpo2三个细胞骨架相关基因的表达模式与经典收缩标志物(Acta2、Cnn1和Tagln)高度一致。蛋白质互作网络分析表明这三个基因可能形成功能复合体，共同参与肌动蛋白结合和细胞骨架蛋白结合过程。

后续实验验证部分，"血管重塑病变中细胞骨架相关基因表达下调"的结果显示，在弹性蛋白酶诱导的小鼠动脉瘤模型和PDGF-BB处理的VSMC中，这三个基因的表达均显著降低。而"敲低细胞骨架相关基因促进VSMC表型转换"的实验则证实，siRNA介导的基因沉默会导致收缩标志物表达下降、细胞增殖迁移能力增强，并破坏肌动蛋白细胞骨架结构。

最令人振奋的是"细胞骨架相关基因在动脉病理重塑中的关键作用"部分。通过小鼠颈动脉线栓损伤模型，研究人员发现AAv-shRNA介导的三基因联合敲低会加剧病理性重塑，而Adv介导的过表达则能显著改善血管病变。这一发现为临床干预提供了直接证据。

这项研究的结论部分强调，Fblim1、Tns1和Synpo2构成的细胞骨架相关基因网络是维持VSMC收缩表型的关键检查点。这些基因的表达下调会导致肌动蛋白细胞骨架紊乱，进而触发表型转换和血管病理性重塑。研究不仅揭示了血管疾病发生的新机制，更重要的是提出了通过靶向调控这些基因来干预疾病进程的治疗新策略。

从更广泛的视角看，这项研究的意义体现在多个层面：方法学上，建立了跨物种血管疾病的整合分析框架；理论上，阐明了细胞骨架稳态与VSMC表型维持的分子联系；临床应用上，为早期诊断生物标志物开发和基因治疗靶点选择提供了科学依据。特别是考虑到血管疾病的高发病率和高死亡率，这项研究成果具有重要的转化医学价值。未来研究可进一步探索这三个基因的协同作用机制，并开发针对性的干预手段，为血管疾病的精准治疗开辟新途径。