空间和单细胞图谱揭示钙化性主动脉瓣疾病中瓣膜间质细胞和巨噬细胞的性别差异

背景：临床上已记录到钙化性主动脉瓣疾病（CAVD）进展为主动脉瓣狭窄（AVS）的性别差异，但驱动主动脉瓣组织中性别依赖性纤维钙化的潜在细胞机制仍知之甚少。方法：通过组织学技术和扫描电子显微镜分析人主动脉瓣组织，以可视化和量化钙化部位。使用单细胞和空间转录组学来研究驱动男性和女性人主动脉瓣组织中瓣膜间质细胞（VIC）和巨噬细胞基因表达在钙化部位附近的性别依赖性空间组织的机制。采用RNA原位杂交验证钙化部位附近的性别依赖性基因表达，并使用生物信息学工具进行细胞通讯分析以确定性别依赖性病理细胞间相互作用。结果：对健康和CAVD患者主动脉瓣组织的组织学分析显示，CAVD男性主动脉瓣的瓣膜钙化面积较女性增加。对异质性VIC群体的单细胞测序分析揭示了激活蛋白1（AP-1）转录因子复合物的男性偏向基因表达和细胞外基质重塑基因的女性偏向表达。对组织学定义的钙化部位附近VIC群体的空间转录组学分析显示，男性依赖性软骨寡聚基质蛋白（COMP）定位于钙化部位，而女性VIC中COMP表达无定位。纤维化密度增加的女性CAVD组织相对于男性组织具有更高的丝氨酸蛋白酶抑制剂E家族成员1（SERPINE1）表达，其编码纤溶酶原激活物抑制剂-1（PAI-1）。女性CAVD组织也表现出相对于男性增加的巨噬细胞计数异质性，候选配体-受体相互作用包括骨桥蛋白（SPP1）-CD44被确定为炎症介导CAVD的贡献者。结论：我们的结果揭示了主动脉瓣组织钙化部位附近VIC和巨噬细胞异质性及功能的性别差异。我们的结果强调了基于性别的转录组学分析对于理解导致主动脉瓣纤维钙化性别差异的细胞表型的重要性。