[发明专利]动脉粥样硬化相关细胞标记分子及其应用

说明书

本发明公开了动脉粥样硬化相关细胞标记分子及其应用，本发明利用单细胞测序结合生物信息学分析的方法，发现了可用于鉴定、表征和任选地富集或分离平滑肌细胞亚群的标记分子；本发明同时公开了该平滑肌细胞亚群在动脉粥样硬化中存在显著性差异。

技术领域

本发明属于生物医药领域，涉及动脉粥样硬化相关细胞标记分子及其应用。

背景技术

动脉粥样硬化(Atherosclerosis，AS)是一种慢性炎症性疾病，其典型特征是在动脉内膜下形成纤维脂肪病变。在全世界范围内，AS是导致心脑及外周血管疾病(如心肌梗塞、缺血性中风、下肢坏疽等)的最重要病因。AS在人体动脉系统不同部位的易感性显著不同，其中腹主动脉、髂动脉、颈动脉和冠状动脉是AS 最易感的四个部位，而锁骨下动脉，主动脉弓和胸主动脉不易发生AS。由于缺乏可模拟人AS的理想大动物模型，目前对AS易感部位的特征和发生机制的了解十分有限。构建与人AS发病部位相似的理想大动物模型，比较AS易感部位和不易感部位的特征差异、细胞组成差异、细胞占比差异以及基因表达差异是阐释其发生机制的有效途径。

项目组前期已构建AS大动物模型ApoE^-/-比格犬，Apo^E-/-比格犬具有其他 AS动物模型无法企及的优势，该犬无需高脂饮食诱导即可自发出现AS，且发病部位与人AS的发病部位高度相似，该犬还表现出与人AS高度相似的临床终点事件。ApoE^-/-比格犬是目前研究AS易感部位的特征和发生机制最理想的大动物模型。

多组学研究可以全景式地揭示AS病变过程中基因表达谱的变化，但以往的组学研究大多集中在组织层面，将上述细胞作为一个匀质性的整体进行分析，得到的组学数据往往是多种细胞类群的混合平均结果，难以直接反应各个细胞类群的组学动态变化过程。传统的测序方法忽略组织结构和细胞间异质性 (Bondareva O,et al.(2019)Identification of atheroprone shear stress responsive regulatory elements inendothelial cells.Cardiovascular research 115(10):1487-1499)，得到的组学数据往往是多种细胞类群的混合平均结果，难以直接解析各个细胞类群在疾病发生发展过程中的动态变化过程。在真实的斑块组织中，参与的细胞类型极为复杂，疾病进展过程中各种细胞的异质性和可塑性更为复杂。因此解决斑块内细胞时序进展紊乱和细胞异质性问题是深层次揭示 AS发病机制的重中之重。

单细胞转录组测序技术(scRNA-seq)的诞生使该问题迎刃而解(Saliba AE,Westermann AJ,Gorski SA,Vogel J(2014)Single-cell RNA-seq:advances and futurechallenges.Nucleic acids research 42(14):8845-8860)。scRNA-seq能够以前所未有的分辨率揭示细胞异质性的全貌并定义细胞亚群的关键特征，通过单细胞测序可以绘制AS病灶血管的全景细胞图谱、表征每个细胞的功能状态并从中鉴别关键细胞亚群和潜在调控因子，为AS的个性化诊断和治疗提供新的手段。

发明内容

本研究用全身性AS大动物模型ApoE-/-比格犬作为研究对象，在单细胞水平上解析AS的易感机制。本发明发明人利用单细胞转录组测序结合生物信息学分析的方法，通过分析疾病组和正常组的单细胞基因表达谱，分离和表征能反映机体AS的细胞亚群，并进一步研究确定了该细胞亚群所表达的新的特征基因，以及这些特征基因与AS之间的相关性，在此基础上完成了本发明。本研究对揭示AS相关疾病的发生机理、拓展疾病早期干预时间窗和持续降低心脑血管疾病的发病具有重要意义。

本发明的第一方面提供了一种用识别或检测平滑肌细胞亚群的生物标志物，所述生物标志物包含基因TNC，或者所述基因所表达的蛋白或蛋白片段。

进一步，生物标志物TNC在平滑肌细胞亚群中高表达。