【Nature】新发现！一种预测心血管疾病的细胞行为模式

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作者：Ashley

导读：心血管疾病是全球的头号死因，每年死于心血管疾病的人数多于任何其它死因。近期研究发现中性粒细胞在炎症过程中获得不同的行为模式，确定了一种与心血管疾病相关的有害中性粒细胞行为。且根据科学家们设计的新颖的计算系统，鉴定出了导致有害中性粒细胞行为的Fgr分子。

西班牙国家心血管病研究中心（CNIC）的Andrés Hidalgo博士领导的科学家发现，免疫系统的循环中性粒细胞在炎症过程中获得不同的行为模式。这项研究发表在《Nature》上，题为“Behavioural immune landscapes of inflammation”，确定了一种与心血管疾病相关的有害中性粒细胞行为。

该研究提供了可能开发新治疗方法的重要信息，以尽量减少心肌梗死的后果。

中性粒细胞是一种免疫细胞，在体内形成第一道防线，但也会损伤健康细胞，包括心血管系统中的细胞。第一作者Georgiana Crainiciuc说：“几项研究已经将血液中中性粒细胞的存在与心血管疾病的高风险和严重程度联系了起来。”

然而，Crainiciuc也指出，不可能仅仅通过清除中性粒细胞来保护心血管系统，因为这会“让身体对任何威胁它的病原体毫无防御能力”。

为了解决这一问题，作者试图确定引起血管损伤的中性粒细胞的特定类型。研究人员通过高分辨率活体显微镜对细胞进行了分析，该技术可以实现活体动物血液毛细血管内细胞的可视化。

科学家们设计了一个高度新颖的计算系统，使他们能够通过简单的测量大小、形状和运动的变化来分析细胞在血管中的行为。该分析确定了炎症过程中的三种中性粒细胞行为模式，但显示其中只有一种（以体积大和靠近血管壁为特征）与心血管损伤有关。

Fgr分子

将这一计算系统与动物模型中的大量遗传分析相结合，作者能够鉴定出导致有害中性粒细胞行为的分子。

研究小组发现，这种病理行为的原因是单个分子Fgr。这一发现对选择能够预防心肌梗死后炎症和细胞死亡的高效药物非常关键。Crainiciuc补充说：“现在的想法是继续进行将这转化为患者临床治疗所需的进一步测试和分析。”

科学家们认为，这项研究不仅标志着心血管疾病治疗的改善，而且在分析免疫细胞的方法学上也取得了重大进展。共同第一作者Miguel Palomino-Segura博士解释说：“通过目前的技术，研究人员可以分析每个细胞的大量基因和分子，而这使得能够发现众多与疾病发生相关的细胞群。”

尽管如此，他补充说，“我们的模型是独一无二的，因为它允许从细胞在疾病过程中的活动中鉴定，而不是从它们的基因谱中。这是研究免疫过程的一种全新方法，利用疾病状态的动力性来产生新的信息。”

Hidalgo博士说：“这种方法的关键是中性粒细胞能够在几秒钟内改变其形状、活性和迁移能力。这些快速的变化只能在显微镜下被捕捉。”

为了提取这些图像的全部潜力，研究团队与马德里卡洛斯三世大学的工程师合作，他们开发了新的计算机视觉技术，用于在活体组织中进行测量。

该研究还需要付出巨大的努力来开发系统地结合和比较来源于数千个细胞的巨大数据集所需的计算能力。负责项目分析部的共同作者和生物信息学家Jon Sicilia说：“这项技术已经应用于其他类型的数据，但这是其用于处理显微镜数据的第一个例子，结果令人惊讶。”

作者希望这种新方法能在其他科学领域得到应用。Palomino-Segura说：“现在的想法是将这项技术应用于其他环境中，如感染或癌症，其中免疫细胞也在疾病进展中发挥着关键性作用。”

参考资料：

https://medicalxpress.com/news/2022-01-scientists-cell-behavior-pattern-cardiovascular.html

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。

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