发布时间： 2025-02-19 09:57:47
“
本研究结合了单细胞RNA测序和孟德尔随机化两种强有力的技术手段，深入探讨了乳酸脱氢酶B（LDHB）在缺血性中风中的作用及其与褪黑素的关系。首先，单细胞RNA测序被用于分析不同细胞类型中的基因表达谱，通过这一高分辨率技术，研究者能够在单细胞层面探究基因的表达模式，并揭示其在缺血性中风中的潜在生物学机制。接着，研究采用了孟德尔随机化方法，这一方法利用遗传变异作为工具变量，克服了传统观察性研究中的潜在偏倚，提供了更为坚实的因果推断基础。通过这种综合分析，研究揭示了LDHB可能作为缺血性中风中褪黑素的靶点，为疾病的机制研究和潜在治疗策略提供了新的视角。
题目：单细胞RNA测序和孟德尔随机化的综合分析确定乳酸脱氢酶B是缺血性中风中褪黑素的靶点
杂志：CNS Neurosci Ther
影响因子：IF=4.8
发表时间：2024.05
“
研究背景
脑卒中是一种常见的神经系统疾病，其中缺血性脑卒中（IS）约占成人脑卒中总数的70%–80%，且发病率逐年上升。IS的传统治疗包括机械血栓切除术和静脉血栓溶解术，新兴的治疗方法包括细胞疗法和非侵入性脑刺激，然而，血栓溶解干预的有效性受到较窄时间窗的限制，因此，预测IS的发生对于临床治疗非常关键。
数据来源
●单细胞测序数据：GEO174574，三只IS小鼠和三只假手术小鼠的脑组织；
●cis-eQTL的GWAS数据：eQTLGen Consortium；
●IS的GWAS数据：ebi‐a‐GCST005843。
研究思路
作者结合孟德尔随机化(MR)和单细胞scRNA测序来研究差异表达基因(DEG)是如何介导基因表达对IS的影响，并在体外模型中进一步验证了hub基因。
主要结果
1、单细胞测序分析结果
为了证实IS的细胞异质性，作者分析了来自GSE174574的scRNA测序数据。首先展示了UMAP中的细胞簇（图1A），然后展示了两组之间的细胞比例，共发现了10个细胞簇：星形胶质细胞、内皮细胞、上皮细胞、成纤维细胞、粒细胞、巨噬细胞、小胶质细胞、单核细胞、NK细胞和少突胶质细胞（图1B）。接下来作者在10个细胞簇的假手术和MCAO小鼠的脑中鉴定了2339个DEG（log2FC>0.5），并列出了上调或下调最多的5个基因（图1C）。
2、MR分析
为了进一步研究这些DEG的作用，作者从GSWA汇总网站中提取了这2339个DEG的eqtl（遗传变异）作为暴露变量，并将IS（ebi‐a‐GCST005843）作为结果变量，进行双样本MR分析。结果发现28个DEG与结果呈正相关，30个DEG与结果呈负相关（图2）。在28个DEG中，LDHB是IS的首要风险因素。然而，其在IS中的作用尚未得到充分研究。根据最佳因果估计，LDHB水平升高与IS风险增加显著相关（OR[95%CI]=2.4754[1.9128–3.2035]，p =5.579e−12，图3）。
3、单细胞与实验验证
为了验证LDHB在卒中中的表达，作者发现它主要分布在小胶质细胞、星形胶质细胞和巨噬细胞中（图4A-B）。为了证实LDHB在IS中的作用，作者采用了OGD模型来评估LDHB的表达和活性，结果发现在用OGD治疗的巨噬细胞中LDHB的表达和活性均增加，而褪黑素治疗可以部分降低它们（图4C-D）。在IS患者血液中进一步验证了LDHB水平。在第1天和第7天组中，与NIHSS评分较低组（NIHSS<5）相比，NIHSS评分较高组（NIHSS>5）的LDHB水平升高。
4、分子对接
由于褪黑素之前已被证实会影响LDHB的表达，作者进一步通过分子对接分析研究了褪黑素对其靶标LDHB的亲和力。使用AutodockVinav.1.2.2获得结合姿势和相互作用，并生成每个相互作用的结合能（图5A-C）。结果表明，褪黑素通过可见的氢键和强静电相互作用与LDHB结合。此外，每个靶标的疏水口袋都被成功占据。微管蛋白α链和微管蛋白β链的结合能较低，分别为-7.182和-7.148kcal/mol，表明结合高度稳定。
文章小结
作者的综合分析提供了遗传学证据，支持高LDHB水平与IS风险增加之间存在正向因果关系，而褪黑素可以在体外降低LDHB活性。这一结果表明，针对LDHB的褪黑素可能是IS一级预防的新靶点，尤其是对于治疗结果而言。
