有很多粉丝关注“双疾病”,思路大概是通过分析“疾病1”与“疾病2”的共同基因来建立两个疾病的之间的联系,下面我们通过一篇发表在Circulation期刊上的研究,看看院士团队如何研究多囊卵巢综合征(PCOS)影响心血管炎症和缺血性心脏损伤。
研究团队利用小鼠模型探讨了多囊卵巢综合征(PCOS)对心血管炎症和缺血性心脏损伤的影响,发现PCOS通过增强脾脏单核细胞生成和巨噬细胞浸润,加剧了心脏炎症和心肌梗死后的心脏重塑。
下面我们通过问题来看研究团队如何层层展开探索工作的:
1. 研究团队为何关注“PCOS对心血管炎症和缺血性心脏损伤影响这一临床问题” ?
流行病学研究表明,PCOS是育龄女性最常见的内分泌疾病,与冠状动脉疾病的发病率和程度增加有关。然而,PCOS如何影响女性心脏健康的具体机制尚不清楚。PCOS影响约10%的育龄女性,与卵巢功能、不孕症以及代谢并发症(如胰岛素抵抗、肥胖和血脂异常)有关。这些并发症可能导致心血管疾病风险增加,但即使在调整了体重指数(BMI)或血糖代谢指标后,PCOS仍然与心脏损伤和CAD风险增加相关,提示可能涉及非代谢因素(这个“非代谢因素”角度非常关键)。
2. 在PCOS导致缺血性心脏损伤具体方式上,是如何确定“脾脏单核细胞生成和巨噬细胞浸润”这一关键现象的?
研究通过RNA测序发现PCOS小鼠心脏中炎症相关基因上调,流式细胞术和免疫荧光染色显示心脏巨噬细胞增加。利用共生模型和细胞追踪实验,发现PCOS小鼠心脏巨噬细胞来源于循环单核细胞,且脾脏单核细胞生成增强。进一步实验揭示交感神经活性增强促进骨髓造血前体细胞迁移至脾脏,增加脾脏单核细胞生成和心脏巨噬细胞浸润。临床研究中,PCOS女性显示血浆去甲肾上腺素水平、脾脏大小和循环单核细胞数增高,与动物模型结果相一致。
注:
共生模型:研究中使用的共生模型通过手术将两只遗传背景不同的小鼠(如CD45.1和CD45.2)的循环系统连接起来,使它们共享血液,从而可以追踪循环中单核细胞的来源和它们在对方体内的分布。以确定PCOS小鼠心脏中增加的巨噬细胞是否源自循环单核细胞的增加,以及这些单核细胞是否在心脏中分化为巨噬细胞。
细胞追踪实验:细胞追踪实验通过ZsGreen转基因小鼠标记循环单核细胞,并通过共生模型结合ZsGreen+和ZsGreen−小鼠追踪这些细胞在心脏中的分化。结果显示,PCOS小鼠心脏中ZsGreen+单核细胞衍生的巨噬细胞显著增加,证实了循环单核细胞对心脏巨噬细胞积累的贡献。
3. 在分子机制上,PCOS是如何促进“脾脏单核细胞生成和巨噬细胞浸润”,进而加重导致心血管炎症和缺血性心脏损伤的?
在分子机制上,PCOS通过增强交感神经活性,促进骨髓中造血前体细胞迁移到脾脏,增加脾脏单核细胞生成;
增强的单核细胞生成与脾脏中巨噬细胞表达的 Vcam1增加有关,Vcam1有助于单核细胞在脾脏的滞留和分化;
增多的循环Ly6C+单核细胞进一步加剧心脏炎症负担,促进心肌梗死后的心脏重塑和动脉粥样硬化斑块的不稳定性,导致心血管炎症和缺血性心脏损伤加重。
图7多囊卵巢综合征对心血管产生负面影响的机制示意图:多囊卵巢综合征(PCOS)动员骨髓中的造血前体细胞,导致循环中的造血前体细胞增加;同时,PCOS小鼠的脾脏去甲肾上腺素含量增加,导致脾脏巨噬细胞中造血前体细胞保留因子Vcam1(血管细胞黏附分子1)的表达增加,随后导致脾脏对造血前体细胞的保留增加和单核细胞生成增加;循环中的Ly6C+单核细胞供应增加,增强了心脏和动脉粥样硬化斑块的炎症负担,促进了心肌梗死后的重塑和动脉粥样硬化斑块的不稳定性。
4. 研究团队招募了PCOS患者和对照组参与者,开展了什么研究工作?
研究团队招募了100名PCOS患者和100名对照组参与者,以确认在动物模型中观察到的发现。他们调查了PCOS与单核细胞数量和脾脏大小之间的关系。通过空腹血液样本检测性激素、脂质和血糖代谢指标、去甲肾上腺素水平以及循环单核细胞数量,并用超声分析测量脾脏大小,旨在探索PCOS与心血管健康之间的联系,并验证动物研究结果在人体中的相关性。
5. PCOS的并发症还有哪些?
PCOS的并发症主要包括代谢和内分泌问题,如胰岛素抵抗、2型糖尿病、肥胖和血脂异常。此外,PCOS患者心血管疾病的风险增加,包括高血压、冠状动脉疾病和心肌梗死。生育问题如排卵障碍导致的不孕也是常见并发症。PCOS还与多囊卵巢、睡眠呼吸暂停、非酒精性脂肪肝病、内皮功能障碍和炎症状态有关。心理影响方面,PCOS患者中焦虑和抑郁的发生率较高。此外,PCOS患者日后发生子宫内膜癌的风险也可能增加。
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