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摘要脑血管系统提供营养并调节神经功能所必需的血液交换。多种细胞类型（包括内皮细胞、周细胞、平滑肌细胞和血管周围成纤维细胞）之间的协调通讯为动脉、毛细血管和静脉的功能特化提供了基础。细胞功能障碍会导致脑血管疾病，这是导致死亡和残疾的主要原因。然而目前缺乏全面的人脑脑血管细胞图谱。 本文对 181,388 个单个细胞进行 scRNA-seq，我们从人类成人脑血管系统和动静脉畸形（ AVM，Arteriovenous malformation） 中鉴定了 40 多种血管细胞、免疫细胞和邻近神经胶质细胞，发现了之前未在脑血管系统中发现的纤维肌细胞。同时还描述了脑血管源性炎症的细胞通信网络，发现血管和免疫细胞的相互作用可能导致脑出血相关的病理改变。 成人脑血管系统的细胞图谱从5位癫痫患者的脑叶切除术中，拿到了正常的大脑皮层组织，显微解剖大动脉和静脉，分离出较小的血管。然后使用 10X Genomics Chromium 进行测序，得到 74,535个细胞。聚类分群得到血管细胞，如动脉、毛细血管和静脉，然后使用小鼠的内皮细胞图谱也可以映射上去。  对大脑主要的周细胞进行再次细分，其中SMC（Smooth muscle cell）是动脉、静脉和大多数小动脉中的收缩细胞，另外还得到了两个血管周围的成纤维细胞 DCN+ 和 APOD+。不过，血管周围的成纤维细胞并没有表达其它的成纤维细胞marker基因。同时发现有两个细胞亚群不能用已有标记进行鉴定，最终被注释为纤维肌细胞。  空间解析人类脑血管周细胞多样性之前对大脑的周细胞进行了重新聚类分群，得到了一些细胞亚型。作者想继续寻找一些周细胞marker基因，从而注释到更多的周细胞。最终发现HIGD1B mRNA 在 91.7% 的周细胞中高度富集，同时还证实了 HIGD1B 在 PDGFRB+ 或 KCNJ8+ 周细胞中的表达。 单细胞转录组和空间转录组学证明，维甲酸合成酶 ALDH1A1 和受体基因 RARA 在 DCN+ 血管周围成纤维细胞和 CCL19+ 纤维肌细胞中的表达，表明成纤维细胞和血管周围成纤维细胞可能是成人大脑中视黄酸的内源性来源。  畸形脑血管系统中的细胞解析从动静脉畸形（AVM）样本中获得 106853 个细胞和 11 个主要细胞群，空间上也证实了 AVMs 中 CLDN5+ 内皮细胞、TAGLN+ SMCs、CCL19+ 纤维肌细胞和 COL1A2+ 血管周围成纤维细胞的存在。 为研究AVMs 中内皮细胞和血管周围细胞的变化，作者合并对照和 AVM 数据集，然后聚类并鉴定细胞类型。结果显示，在 AVM 中，动脉和静脉内皮亚群丰富，但静脉或毛细血管转录评分不高。而血管病灶 Nd1 和病灶 Nd2 的基因表达差异最大。 GSEA分析表明 AVM Nd2 内皮中产生了致病性级联反应，如血管生成、炎症和上皮-间质转化。对照组的毛细血管内皮细胞高表达血脑屏障营养转运蛋白基因。与此对比，AVM Nd2 内皮细胞抑制了营养转运蛋白的表达，而上调了促炎症基因、促血管生成基因基因。  脑血管炎症与免疫细胞微环境作者假设炎症在 AVM 的形成中发挥作用，然后将脑血管相关的免疫细胞进行细分，得到17个细胞亚群：9种骨髓细胞亚群，树突细胞、胶质细胞、3个血管周围巨噬细胞 (pvMφ) 、3个单核细胞 (Mo) 亚群。pvMφ 是最丰富的免疫细胞群，分别占对照组和 AVMs 免疫细胞的 31.2% 和 28.3%。 髓系免疫细胞在 AVMs 中占比更高，说明疾病过程中存在免疫激活。   |
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