血小板单细胞RNA测序技术突破:揭示血栓形成新机制与临床转化潜力

【字体: 时间:2025年08月02日 来源:Journal of Thrombosis and Thrombolysis 2.2

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  本研究针对血小板RNA含量极低(1-2 fg/细胞)、易激活等技术难题,首次采用10X Genomics平台对全血来源血小板进行单细胞RNA测序(scRNA-seq),成功鉴定出PPBP+/PF4+血小板亚群及线粒体RNA高表达特征(14.4%),为血栓性疾病精准诊疗提供新工具。

在心血管疾病防治中,血小板始终扮演着"双刃剑"角色——既是止血卫士,又是血栓元凶。这些无核细胞虽失去基因组,却通过继承母体巨核细胞RNA、细胞间RNA交换等方式维持活跃的蛋白合成能力。然而,血小板惊人的灵敏度(接触玻璃即激活)和微小的RNA储量(仅1-2飞克),使其成为单细胞测序领域的"硬骨头"。更棘手的是,临床研究发现年轻的血小板亚群——网织血小板(RPs)具有超强血栓活性,在急性冠脉综合征患者中显著升高,但传统技术难以捕捉其分子特征。

德国慕尼黑工业大学附属医院(Technical University of Munich, University Hospital Rechts Der Isar)的Giacomo Viggiani团队联合欧洲多中心研究者,在《Journal of Thrombosis and Thrombolysis》发表突破性研究。他们采用改良的枸橼酸抗凝采血与低速离心方案,从健康供体获取血小板富集血浆(PRP),首次实现10X Genomics平台对4092个血小板单细胞的转录组解析。关键技术包括:无过滤/分选的温和样本处理、保留线粒体RNA的Seurat/Scanpy分析流程、基于Wilcoxon检验的UMAP聚类。

主要发现

  1. 血小板分子图谱特征

    低分辨率聚类揭示3个亚群:Cluster 0高表达血小板标志物PPBP(pro-platelet basic protein)和PF4(platelet factor 4);Cluster 1富含核糖体RNA;Cluster 2含1.4%红细胞污染基因(HBA1/HBB)。

  1. 技术瓶颈突破

    研究证实成熟血小板(MPs)虽RNA含量仅为RPs的60-80%,仍可被scRNA-seq捕获。但平台局限性导致细胞捕获率<10%,提示需优化纳米孔单细胞捕获系统。

  2. 临床转化价值

    该技术未来可应用于:①识别P2Y12抑制剂耐药患者的血小板亚群;②建立血栓风险预测的转录组标志物;③解析骨髓增殖性肿瘤(如原发性血小板增多症)的发病机制。

讨论与展望

本研究虽存在红细胞污染、RNA丢失等技术局限,但开创性地证明血小板scRNA-seq的可行性。特别值得注意的是,保留线粒体RNA的策略意外发现MT-ND2等基因高表达,暗示血小板能量代谢与功能状态的潜在关联。作者建议下一步:①开发CD41磁珠分选与低剪切力技术结合方案;②建立血小板激活状态的转录组数据库;③开展跨物种(人-小鼠)聚合体校正研究。这项技术突破将为心血管精准医疗提供全新的"血小板分子听诊器"。

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