揭示载支架球囊扩张压变化对血管单细胞跨时域力学生物学机制

目的心血管支架植入后,我国约有超百万患者会发生支架内再狭窄(ISR)。研究表明,球囊扩张压力不匹配导致ISR,但其详细机制尚不明确,影响支架治疗效果。本研究旨在通过单细胞转录组图谱,探讨球囊压力变化对支架-血管互作的影响,揭示扩张压力与ISR之间力学生物学联系。方法采用数值仿真、显微取样、多色荧光、单细胞转录组等技术,对不同球囊扩张压力下支架-血管组织行跨时间点分析。通过1、3、5、7 d时间点的单细胞测序,解析支架植入后单细胞层面动态变化。结果通过分析支架梁与血管壁的耦合效应、血流动力学响应及单细胞表达谱,本研究定义了支架植入后的单细胞力学生物学行为。区分了短期径向力敏感基因与中长期壁面剪切力影响下高表达基因,绘制了成纤维细胞、平滑肌细胞、内皮细胞、中性粒细胞、巨噬细胞、淋巴细胞等在受力区域的单细胞力学图谱。深入分析了数千种配体-受体互作,鉴定到一种支架-血管耦合条件下新型免疫细胞亚群及关键分子CCL5。结论本研究首次全面解析了球囊扩张压力变化对支架-血管耦合单细胞水平影响,鉴定了一种新的免疫细胞亚群,并明确相关表达特征。这些发现为ISR的机制研究、支架植入技术、球囊扩张压选择及靶点开发提供依据。