主动脉作为人体内最重要的大动脉,按解剖走向可以分为升主动脉、主动脉弓、降主动脉以及腹主动脉四段,不同的主动脉疾病在各节段具有区域易感性。而且作为心血管疾病中最凶险的一类,当前针对主动脉疾病的临床干预措施仅限于外科手术治疗,尚无有效的临床药物。根据流行病学研究表明,在大多数国家,由过量食盐摄入引起的血压升高很常见,并与心血管疾病尤其是主动脉病变有关。其中中国人膳食盐的摄入量是推荐量的2.5倍,是全球膳食盐的摄入量最高的国家之一。然而,在高盐饮食引起的高血压的发展过程中,对于主动脉各段的影响,以及对血管细胞的组成和功能的改变还没有得到系统的描述。本研究利用单细胞转录组测序技术绘制了正常主动脉细胞图谱,以及在高盐饮食下各血管细胞亚群的变化。本文的主要结果如下:(1)高盐饮食喂养小鼠10周后,会引起血压稳定升高。通过wire myography实验对两组小鼠血管的舒缩功能进行检测,结果显示高血压组的主动脉各段的内皮依selleck Z-VAD-FMK赖性舒张功能均受到损伤,其中主动脉弓以及胸主动脉段受损最为严重;而且高血压小鼠主动脉各段的血管收缩功能会增强,其中主动脉弓、胸主动脉以及腹主动脉段均增强明显,此外,在对照组小鼠中,主动脉各段收缩功能也存在差异,其中主动脉弓段收缩能力最强。通过伊文思蓝染色观察两组小鼠主动脉各段的通透性,发现高盐饮食诱导的高血压会增强主动脉弓段的通透性。因此相比于主动脉其他各段,高盐饮食诱导的高血压对于主动脉弓段的损伤最为严重。(2)对正常小鼠主动脉弓组织进行单细胞转录组测序,确定了19个细胞簇,包括成纤维细胞、平滑肌细胞、内皮细胞(Endothelial cell,EC)以及大量的免疫细胞群体。对主动INCB28060纯度脉弓的内皮细胞进行鉴定,确定了3个不同的EC亚群,其在细胞外基质生产和整合素信号,脂质处理和血管生成,以及淋巴功能方面各有优势。在3个平滑肌亚群中,平滑肌亚群1为收缩型平滑肌,亚群2为合成型平滑肌,亚群3为之前未报道亚群,免疫染色实验也验证了这三个平滑肌亚群的存在。在3个成纤维细胞亚群中,亚群1可能与相应外部刺激有关,而亚群2具有多功能的作用,亚群3在产生细胞外基质蛋白中与其他两种成纤维细胞亚群存在差异。(3)对正常组和高盐饮食组小鼠主动脉弓单细胞转录组测序数据进行整合分析,发现高盐饮食组的血管组织中T细胞、平滑肌细胞和内皮细胞增多,对这3类细胞进行后续分析发现,EC 1和EC 3亚群在高血压状态下有更高的增殖率,而EC 1和EC 2的活性氧相关酶、胶原蛋白、收缩性和组织相容性复合体基因的表达均上调。3个平滑肌亚群数量在高血压发展的过程中均会扩张。平滑肌细胞增多的部分原因是增殖效率增高,另一部分Parasite co-infection原因是部分内皮细胞的内皮-间质转化,这一机制是主动脉重塑的关键原因。此外,高血压状态下平滑肌亚群1的表型会发生转变,由收缩表型转变为合成表型。对于T细胞亚群,Th17和Th2亚群在高血压组织中的趋化因子基因表达明显增加,这些趋化因子能够招募远端T细胞,引起血管炎症的产生。对细胞间通讯分析发现高血压组小鼠主动脉细胞间的细胞交流更加频繁。(4)对单细胞转录组测试数据与全基因组关联分析(Genome wide association study,GWAS)数据进行整合分析,发现主动脉中高血压易感性的潜在细胞类型:内皮细胞、平滑肌细胞以及成纤维细胞,这些亚群可能是治疗高血压的潜在细胞亚群靶标。93个与血压特征相关的GWAS基因中,在内皮细胞中高表达的基因数最多,其次是平滑肌细胞,成纤维细胞中优势表达的候选基因最少。将对照组和高血压组三类细胞的差异表达基因与血压性状相关的GWAS基因重叠,确定了21个可能参与高血压产生与发展的基因。其中在各亚群中变化一致的有Cfdp1,Zeb1,Nadk以及Cpeb4基因,它们在高血压主动脉弓每个壁细胞亚群均上调,这些基因可能是治疗高血压的关键靶点。