血管新生相关基因与免疫微环境在烟雾病中的转录组学与功能分析揭示疾病新机制

本研究针对烟雾病(MMD)这一慢性进展性脑血管疾病的病理机制不明问题，通过多组学分析揭示了TBC1D9B、ARAP3等关键血管新生相关基因通过免疫代谢调控参与血管内膜增生的分子机制。研究人员整合10例MMD患者与3例健康对照的RNA测序数据，结合GEO数据库验证队列，运用WGCNA筛选出238个血管新生相关基因，发现ARAP3过表达可显著促进内皮细胞管腔形成功能，首次提出T细胞主导的免疫微环境异常可能是MMD血管闭塞的重要驱动因素。该研究为MMD的精准诊疗提供了新靶点，发表于《Orphanet Journal of Rare Diseases》。

　　

烟雾病(MMD)被称为"颅底异常血管网症"，是一种以颈内动脉末端进行性狭窄为特征的罕见脑血管疾病。患者脑血管像烟雾般扭曲增生，却无法形成有效侧支循环，导致反复脑卒中发作。尽管颅内外血管搭桥手术能暂时缓解症状，但疾病根源——血管异常增生与闭塞的"双刃剑"机制始终迷雾重重。现有研究多聚焦于RNF213等单基因突变，但小鼠模型未能重现典型病变，暗示MMD可能是多基因参与的"免疫-血管"交互疾病。

北京协和医院的研究团队在《Orphanet Journal of Rare Diseases》发表突破性研究，通过整合10例MMD患者颞浅动脉(STA)样本的RNA测序数据与GEO数据库32例验证病例，首次系统解析了血管新生相关基因在MMD中的调控网络。研究采用差异表达分析筛选198个差异基因(DEGs)，结合WGCNA模块分析锁定238个血管新生相关基因，通过体外实验验证关键基因功能，并运用ssGSEA算法描绘免疫微环境特征。

主要技术方法
1）队列设计：前瞻性收集10例MMD手术患者的STA样本与3例健康对照，联合GSE189993/GSE157628的32例MCA样本验证
2）组学分析：SVA校正批次效应后，采用limma筛选DEGs，WGCNA构建共表达网络
3）功能验证：构建ARAP3过表达内皮细胞模型，通过ELISA和管腔形成实验验证功能
4）生物信息学：Metascape进行GO/KEGG富集，CIBERSORT分析免疫浸润，CMap预测靶向药物

研究结果
血管新生相关枢纽基因的鉴定
差异分析发现85个上调基因和113个下调基因，与GenCard数据库238个血管新生基因交集筛选出4个枢纽基因：

• ARAP3（ANK重复结构域蛋白）：与TGFB1表达显著正相关(r=0.79)
• TBC1D9B（Rab GTP酶激活蛋白）：与PCNT负相关，可能影响血管稳定性
  
  

病理学证据
STA样本HE染色显示：

• 血管内膜增生达正常2-3倍
• 内弹力膜结构崩解
• 平滑肌细胞排列紊乱

免疫微环境特征
CIBERSORT分析揭示：

• Treg细胞显著减少(p<0.05)
• 滤泡辅助T细胞(Tfh)异常激活
• ARAP3表达与Treg负相关，形成"免疫-血管"恶性循环

代谢通路异常
ssGSEA显示：

• ARAP3关联甘氨酸/丝氨酸代谢
• PITPNB负调控甘油磷脂代谢
• 细胞骨架相关通路富集评分最高

潜在治疗靶点
CMap预测四种候选药物：
1）钙调磷酸酶抑制剂Calyculin A
2）蛋白激酶抑制剂H-9
3）微管靶向剂Parbendazole
4）胆碱酯酶抑制剂Velnacrine

结论与意义
该研究首次建立MMD"基因-免疫-代谢"多维调控模型：ARAP3通过双重机制参与发病——既直接促进内皮细胞管腔形成（通过激活RhoA/Arf信号），又通过抑制Treg细胞加剧免疫炎症。TBC1D9B可能通过破坏PCNT相关血管完整性导致出血倾向，而PITPNB的脂代谢异常提示MMD存在"血管脂毒性"亚型。

临床转化价值体现在三方面：
1）诊断：4个枢纽基因的ROC曲线AUC值0.706-0.789，可作为生物标志物
2）治疗：预测药物可靶向调控异常血管新生
3）分型：免疫浸润特征为个体化治疗提供依据

研究局限性在于样本量较小，未来需扩大队列验证枢纽基因的时序表达规律。但这项开创性工作为破解MMD的"血管增生-闭塞"悖论提供了新视角，也为其他免疫性血管病变研究提供了范式参考。