基于单细胞转录组图谱比较冠状动脉旁路移植血管移植物的生物学异质性及其临床关联

《Scientific Reports》：A single-cell atlas of coronary artery and bypass grafts: from cellular heterogeneity to therapeutic targets for enhancing graft longevity

摘要

冠状动脉旁路移植术（CABG）的长期成功关键在于血管移植物的选择，然而导致其临床表现差异的分子决定因素仍知之甚少。对这些移植物进行系统、高分辨率的比较对于优化移植物选择和改善患者预后至关重要。通过整合公开的单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）数据集并进行原创免疫荧光验证，我们构建了一个全面的单细胞转录组图谱，将原生冠状动脉（CA）与三种主要移植物（内乳动脉（ITA）、桡动脉（RA）和大隐静脉移植物（SVG））进行了比较。我们绘制了它们的细胞生态系统和分子特征，以阐明其临床行为的生物学基础。我们的分析为 ITA 的金标准地位提供了有力的分子依据，揭示了一种优越的血管保护表型，其特征是增强的内皮舒张功能、最小的收缩潜力以及独特的静息细胞间通讯网络。相反，RA 显示出最高的内在血管反应性特征，从分子上支撑了其临床上易发血管痉挛的倾向。大隐静脉表现出多维度的高风险特征，具有强烈的促增殖、促纤维化和促炎特性，这与其易发新生内膜增生和加速失效的倾向相符。至关重要的是，我们观察到移植物的转录组相似性（通过一种新的平均簇间距离（MID）指标量化）与其已知的临床通畅率梯度（ITA > RA > SVG）之间存在关联。该图谱阐明了 CABG 移植物的根本生物学异质性，提出了关键分子通路（例如 RhoA/ROCK、MIF）作为有待进一步研究以提高移植物寿命的候选靶点，并为个性化移植物选择提供了基础资源。我们的工作为评估和设计下一代血管移植物提供了一套新的定量框架。