《Acta Neuropathologica》：Pericyte loss and endothelial activation define distinct vascular states in cerebral small vessel disease
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脑小血管病（cerebral small vessel disease, cSVD）是卒中和血管性认知障碍的主要原因，然而人类疾病中微血管功能障碍的细胞机制仍未完全阐明。尤其，周细胞改变与内皮活化（血脑屏障功能障碍的两个关键特征）之间的关系仍未解决。在本研究中
脑小血管病（cerebral small vessel disease, cSVD）是卒中和血管性认知障碍的主要原因，然而人类疾病中微血管功能障碍的细胞机制仍未完全阐明。尤其，周细胞改变与内皮活化（血脑屏障功能障碍的两个关键特征）之间的关系仍未解决。在本研究中，研究人员对随cSVD严重程度和衰老增加的人脑皮层微血管系统进行了定量单血管分析。通过结合光谱拆分和自动化图像分析的多重免疫组化技术，研究人员分析了来自20例尸检脑组织的11,409个微血管片段。分别使用PECAM-1、PDGFRβ和VCAM-1评估内皮细胞、周细胞和内皮活化。在皮质灰质和其下白质之间，微血管密度和直径存在差异，对照组中白质血管密度较低且管径较宽。虽然血管直径在cSVD严重程度组间保持稳定，但微血管密度在白质中随cSVD严重程度和年龄增加而增加。在分子水平上，PDGFRβ信号随cSVD严重程度增加而显著降低，与周细胞覆盖减少一致。这种减少在灰质和白质中均观察到，并与疾病严重程度和年龄相关。值得注意的是，中间严重程度组表现出明显的异质性，血管显示保留或显著降低的PDGFRβ信号。同时，内皮标志物PECAM-1和VCAM-1随疾病严重程度显著增加，反映内皮活化。对标志物表达的无监督高斯混合聚类识别出三种血管状态，其特征为（i）保留PDGFRβ信号且内皮活化低，（ii）PDGFRβ信号降低但无内皮活化，以及（iii）PDGFRβ信号降低伴内皮活化。这些聚类与神经病理学严重程度大致一致，但揭示了仅凭尸检诊断无法捕捉的异质性。总之，这些发现表明，在人类cSVD中，周细胞改变和内皮活化是部分分离的过程，并确定了跨疾病严重程度的独特微血管表型。这些横断面观察为未来的纵向和实验研究确定其时间和机制关系提供了框架。
脑小血管病（cerebral small vessel disease, cSVD）是卒中和血管性认知障碍的主要原因，也是痴呆的主要血管性因素。它影响脑的穿通小动脉、毛细血管和小静脉，病理上表现为白质高信号、腔隙、微出血及血脑屏障（blood-brain barrier, BBB）功能障碍。尽管cSVD患病率高，但目前尚无疾病修饰疗法，部分原因在于对人类疾病中微血管损伤的细胞机制理解不足。内皮细胞是BBB的结构基础，调节分子转运和血管张力；周细胞嵌入毛细血管基底膜，通过血小板衍生生长因子-B/血小板衍生生长因子受体-β（PDGF-BB/PDGFRβ）信号维持内皮稳定。内皮活化是cSVD的恒定特征，表现为促炎促血栓表型，涉及血管细胞黏附分子-1（vascular cell adhesion molecule-1, VCAM-1）等黏附分子上调。然而，周细胞改变和内皮激活这两个BBB功能障碍关键特征之间的关系，以及它们是否随疾病严重程度协同变化，此前尚不明确。既往研究多采用体平均或区域平均分析，可能掩盖单个微血管水平的异质性，导致关于周细胞丢失的结论相互矛盾。因此，研究人员在《Acta Neuropathologica》发表的研究中，利用单血管定量分析系统探究了这些问题。
研究人员从苏格兰的Lothian Birth Cohort（LBC）、Lothian study of Intracerebral Haemorrhage, Pathology, Imaging and Neurological outcome（LINCHPIN）及Edinburgh Sudden Death Brain Bank三个队列获取了20例尸检脑组织，取Brodmann 4区（初级运动皮层）的灰质和白质，按神经病理学严重程度分为无cSVD对照、轻度、中度、重度四组（各5例）。主要技术方法包括：多重免疫组化同时标记内皮细胞（PECAM-1）、周细胞（PDGFRβ）、内皮活化标志物（VCAM-1）及小胶质细胞标志物（Iba1）；采用PhenoImager HT系统在20个波长下采集多光谱图像，并经光谱拆分将色原信号分离为独立伪荧光通道；利用基于MATLAB的Morph-O-Matic工具对PECAM-1阳性的血管对象进行分割，提取每个血管段的长度、直径、面积及各标志物信号强度；使用线性混合效应模型分析组间差异，并进行无监督高斯混合聚类；此外，在已发表的腔隙性卒中患者队列中检测了循环VCAM-1和PDGF-BB水平。共分析了11,409个微血管片段（平均直径9.1 μm），每个病例分析8-10个视野。
人口统计学比较：各组间性别、尸检间隔、高胆固醇血症、糖尿病、吸烟和心脏病患病率无显著差异，但死亡年龄随cSVD严重程度增加（无cSVD对照32.6±8.1岁，重度83.2±8.8岁，p=0.0043），高血压患病率亦随严重程度增加（p=0.0075）。
微血管密度而非直径与cSVD严重程度和死亡年龄相关：在对照组中，白质血管密度比灰质低51%，而平均直径宽14%。线性混合效应模型显示，白质血管密度在严重cSVD组较对照组增加一倍（p=0.0017），且与年龄呈正相关（R=0.603）；微血管直径在cSVD严重程度组间无显著变化。
小胶质细胞形态在严重cSVD中改变：Iba1定量分析显示，与轻度组相比，重度组灰质中Iba1阳性面积减少24%，颗粒数减少46%；中位颗粒面积较无cSVD组增加60%（灰质）和54%（白质），提示严重cSVD中小胶质细胞形态趋于阿米巴样。
VCAM-1和PECAM-1表达在严重cSVD皮层中显著增加：PECAM-1信号在重度组较对照组在灰质增加41%（p=0.023），白质增加67%（p=0.0002）；VCAM-1信号在灰质增加134%（p=0.0052），白质增加155%（p=0.012），反映严重cSVD中内皮活化增强。
PDGFRβ信号随cSVD严重程度增加而呈异质性显著降低：PDGFRβ信号在重度组较对照组在灰质降低94%（p=0.0038），白质降低87%（p=0.0327），且与年龄呈负相关（灰质R=-0.694，白质R=-0.581）。对照组白质PDGFRβ信号较灰质低52%。部分轻度和中度病例也显示信号明显降低，呈现异质性。
高斯混合聚类基于标记信号识别出三个聚类：对PECAM-1、PDGFRβ和VCAM-1信号进行无监督高斯混合聚类，得到三个血管状态：C1高PDGFRβ、低PECAM-1和VCAM-1；C2低PDGFRβ、低PECAM-1和VCAM-1；C3低PDGFRβ、高PECAM-1和VCAM-1。C1包含所有无cSVD对照及3例轻中度病例，C2包含6例轻中度病例，C3包含所有重度病例及1例中度病例。与基于诊断的PERMANOVA F值（160.71）相比，基于标记的聚类F值（202.86）更高，表明分子表型能更好地区分病例。
循环PDGF-BB和VCAM-1谱与年龄相关：在腔隙性卒中患者队列中，高VCAM-1/低PDGF-BB（V+/P-）组年龄显著高于低VCAM-1/高PDGF-BB（V-/P+）组（73.5岁 vs 60.3岁，p<0.0001）和低VCAM-1/低PDGF-BB（V-/P-）组（p=0.0032）；但Fazekas评分在年龄校正后无显著差异。
讨论与结论：讨论部分将白质微血管密度增加解释为对深部组织缺氧或低灌注的代偿性适应，与某些临床前研究结果一致。小胶质细胞形态变化支持神经炎症参与严重cSVD。PDGFRβ信号降低与既往周细胞丢失报道一致，且白质本身较低的血管密度和PDGFRβ信号可能解释该区域易损性。聚类分析表明周细胞丢失和内皮活化可以部分分离，C2代表周细胞丢失但内皮尚未激活的状态。局限性包括样本量小（n=20）、缺乏年龄匹配对照、重度组中两例合并脑淀粉样血管病（cerebral amyloid angiopathy, CAA）的潜在混杂、女性占比低（5/20）、仅分析Brodmann 4区且白质样本靠近皮层，以及无法直接评估BBB通透性或功能。研究结论：研究人员观察到人cSVD中周细胞和内皮标记物谱存在异质性，且这些特征并非随神经病理学严重程度简单平行变化。这些横断面观察为未来纵向和实验研究确定周细胞改变、内皮活化和BBB功能障碍之间的时间及机制关系提供了框架。
