基于微孔阵列芯片脑卒中相关循环神经细胞的发现及产生机制的研究

Cerebral Stroke is an acute cerebrovascular disease, which is characterized by sudden onset of hemiplegia, language disorder, even coma and death. Previous studies have found that there are no biomarkers to accurately predict the occurrence and development of stroke. The preliminary study of this subject, found that the GFAP+/CD45- and Neun+/CD45- phenotypes of non blood cells in the peripheral blood of patients with stroke, and GFAP and Neun are the specific markers of neural cells, so they are defined as circulating neural cells. The number of circulating neural cells was significantly higher in stroke patients than in healthy subjects. Therefore, this study intends to detect circulating neural cells in peripheral blood through nanowell chip. The gene expression profiles of circulating neurons were analyzed by using single cell transcriptase sequencing and co-expression gene analysis of weighting genes to trace their origin. The mechanism of circulating neural cells into the blood circulation system was revealed by comparing the data of the analysis of circulating neural cells with the in situ tissue transcriptions. The successful implementation of this project not only provides a new liquid biomarker for the diagnosis of stroke, but also provides a new theoretical basis for the study of neurobiology.

脑卒中（Cerebral Stroke）是一种以突然出现偏瘫，语言障碍，甚至昏迷，死亡为突出表现的急性脑血管疾病。前期研究发现，目前尚无准确预测脑卒中发生、发展的生物标志物。本课题前期研究，从脑卒中患者外周血中发现了GFAP+/CD45-、Neun+/CD45-表型的非血细胞，其中GFAP、Neun是神经细胞特异性标志物，我们将此类细胞定义为循环神经细胞（Circulating Neural Cells, CNC），且细胞数目明显多于健康人。因此，本研究拟通过微孔阵列芯片发现并检测外周血中循环神经细胞，使用单细胞转录组测序技术结合权重基因共表达网络分析法，分析循环神经细胞基因表达谱，实现对其来源的追溯，最后通过与原位组织转录组数据的比对分析，揭示循环神经细胞进入血液循环系统的机制。本项目的顺利实施，不仅将为脑卒中的诊断提供新的靶标，亦可为神经生物学的研究提供新的理论依据。

脑卒中是一种急性脑血管疾病，主要是由于脑血管突然破裂或者血管堵塞导致血液不能流入大脑从而造成脑组织损伤所引起。近年来，我国脑卒中发病年龄年轻化的趋势明显，这将对社会经济发展产生严重影响。由于脑卒中的发病因素的异质性非常高，如何对脑卒中进行方便、快捷、准确的诊断，对于脑卒中的预防、预后监测有着重要意义。.我们使用MCAO小鼠模型模拟缺血性脑卒中，探究循环神经细胞与脑卒中发生、发展的相关性，以期将循环神经细胞作为预测缺血性脑卒中及其它中枢神经系统 疾病发生发展的液体活检靶标。在项目研究中，首先构建MCAO小鼠模型经过TTC染色及小动物核磁成像确认出现缺血性梗死灶后，然后抽取外周血经过红细胞裂解、借助CD45免疫磁球进行负性筛选后，将含有目的细胞的悬液滴加到微孔阵列芯片上，在芯片上进行细胞的固定、破膜打孔、免疫荧光染色、成像等。接下来便对MCAO建模后不同时间点的小鼠外周血进行检测分析，同时对建模 后同一时间点不同损伤程度的小鼠外周血中的循环神经细胞进行检测分析，以期明确循环神经细胞数目与脑损伤程度的相关性。进一步的对分选得到的循环神经细胞体外培养，探究其是否在培养一段时间后可以恢复原有的神经细胞样的形态，进一步说明所分选到的细胞是神经细胞。 .另外，我们对缺血性脑卒中患者外周中的循环神经细胞进行了检测分析，同时对阴性对照的志愿者的外周血进行了检测分析，以期将循环神经细胞作为预测中枢神经系统疾病发生发展的液体活检靶标，实现临床的转化。.本项目研究提示，缺血性脑卒中发生时外周血中会有循环神经细胞的出现，循环神经细胞的数量与脑损伤程度呈现正相关，此结果进一步提示循环神经细胞在一定程度上可以作为预测缺血性脑卒中等中枢神经系统疾病发生、发展的液体活检靶标。