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单细胞测序助力解析低水平耳屏刺激对小鼠脓毒症的治疗机制

人阅读发布时间：2022-11-15 09:06

前言

脓毒症可导致多器官功能障碍，尤其是心脏。而炎症是脓毒症心肌损伤的主要原因，这使得研究人员积极探索能够有效抑制脓毒症引发心脏炎症的策略，以减少心肌损伤并改善心脏功能。当前，已有文献报道迷走神经刺激可以减少脓毒症引起的心肌损伤，提高生存率；此外，低水平耳屏刺激 (LL-TS) 可以促进心肌梗死患者的血流并减少再灌注损伤。然而，尚无关于 LL-TS 是否可用于预防和治疗脓毒症心肌功能障碍的文献。

作者对空白对照组、假手术组、疾病模型组和疾病治疗组的小鼠心脏进行10× Genomics高通量单细胞转录组测序，鉴定了与心脏功能障碍相关的巨噬细胞，探究它们在脓毒症引起的心肌功能障碍中的作用，并确定 LL-TS 在改善脓毒症期间心脏功能的功效。简而言之，低水平的耳屏刺激可以通过将心脏单核细胞促分化为 M2 巨噬细胞来改善脓毒症引起的心肌功能障碍。

2022年10月15日，湖南省儿童医院肖政辉教授、卢秀兰教授团队，于Oxidative Medicine and Cellular Longevity（IF：7.310）发表了关于小鼠脓毒症单细胞转录组（scRNA-seq）的新研究成果。

基本信息

期刊：Oxidative Medicine and Cellular Longevity

影响因子：7.310

发表年月：2022年10月

材料：对照组（Control）、假手术组（Sham）、脓毒症组（CLP）和脓毒症治疗组（CLP+LL-TS）小鼠的新鲜心脏样本

方法：10x Genomics高通量单细胞转录组测序

研究结果

1. 低水平耳屏刺激对左心室功能的影响

超声心动图结果显示，四组小鼠之间的基线测量值相当。此外，在盲肠结扎和穿刺术后 12 小时，我们发现脓毒症组的 LVEF（左室射血分数）和 LVFS（左室短轴缩短率）显着低于对照组和假手术组。然而，与脓毒症组相比，LL-TS 治疗显着改善了小鼠的 LVEF 和 LVFS。

2. 单细胞测序描绘了脓毒症小鼠心脏细胞图谱

为了揭示脓毒症治疗过程中心脏细胞的变化特征，作者对空白对照组、假手术组、脓毒症组和脓毒症治疗组小鼠的新鲜心脏样本进行10× Genomics单细胞测序。结果表明，共有 11 种主要细胞类型，包括巨噬细胞、B 细胞、心肌细胞、树突细胞 (DC)、内皮细胞、成纤维细胞、粒细胞、平滑肌细胞和 T-自然杀伤 (T-NK) 细胞。

3. 脓毒症治疗过程中的巨噬细胞的分布及分化

对四组细胞进行CD45筛选和测序质控过滤，对心脏巨噬细胞进行降维聚类和富集分析。经过质控过滤后，分别来自对照组、假手术组、脓毒症组和脓毒症治疗组的 3978、3101、1850 和 3512 个巨噬细胞被用于后续分析。结果显示，脓毒症组的巨噬细胞簇与脓毒症治疗组的巨噬细胞簇有显着差异。脓毒症组主要包含cluster 4 和 9，而脓毒症治疗组则主要包括cluster 3 和 7。