Sci Transl Med | 东南大学姚红红等团队通过多组学方法，表征缺血小鼠脑的分子和细胞结构

急性缺血性中风（AIS）是一种常见的疾病，导致数百万人死亡和残疾调整生命年的损失。利用RNA测序方法在生理和病理条件下定义细胞状态取得了巨大进展。例如，单细胞RNA测序（scRNA-seq）已经使得在中风后探索细胞的异质性成为可能。然而，一个基本问题是空间信息的丢失，包括异质性细胞和分子标志物在缺血核心周围的分布。空间转录组学允许对组织进行无偏见的转录组分析，同时保持测序分子的空间定位。因此，人们认为，来自正常和疾病组织的单细胞和高维空间数据的正交整合可以促进缺血性损伤后细胞通信的研究。

缺血性中风引发了强烈的神经炎症反应。这种神经炎症不仅加重了进一步的损伤，导致细胞死亡，而且还通过促进康复发挥了有益作用。遗传分析表明，缺血性中风与多个基因的表达相关联，这些基因对神经炎症在小胶质细胞中的反应。但是，星形胶质细胞、少突胶质细胞和浸润的免疫细胞也显示出对缺血性损伤的分子反应发生了改变。对大脑范围和细胞特异性免疫反应的研究已经使得人们更好地理解了这些细胞之间复杂的时间依赖性相互作用，在缺血性损伤后决定病理结果。然而，目前很少有关于中风损伤中心与周边细胞类型和位置特异性的分子变化的研究。因此，需要对缺血性脑进行空间分辨的单细胞转录组学分析。

梗死周围单细胞空间结构（Credit: Science Translational Medicine）

该研究在小鼠皮层诱导缺血，并利用空间转录组学来可视化组织内的转录景观，并确定与特定组织学实体相关的基因表达谱。单细胞RNA测序确认了已确定的细胞类型，并确定了与缺血相关基因在缺血半球的周梗死区的空间定位。该研究观察到半乳糖凝集素信号通路对缺血性损伤具有高度的响应性。

Lgals9主要由小胶质细胞和巨噬细胞表达，是中风后半乳糖凝集素信号通路的“驱动因子”之一。功能实验表明了LGALS9在中风后对大脑恢复的有益影响。这种影响被Cd44的敲除所逆转，Cd44在某些亚型星形胶质细胞和少突胶质细胞前体细胞中表达。这些数据被用来生成一个在线平台（strokemap.cn），该平台可用于探索单细胞水平的细胞异质性和缺血性中风后大脑基因表达的空间特征。