研究背景:脑卒中具有发病率高、致残率高及死亡率高等特点,是仅次于急性心肌梗死的第二大原因,其中缺血性脑卒中发病率较高,占全部脑血管疾病的87%。脑缺血再灌注损伤（CIRI）,即缺血性脑卒中发生一段时间后再重新恢复正常血液循环后,低灌注缺血缺氧脑组织再次获得血液供给时,缺血性损伤进一步加重,甚至出现更严重的脑损伤现象包括神经细胞死亡、致死性脑水肿等。从而导致大多数的患者都无法完全恢复正常的神经功能,即使接受及时、综合的康复治疗,也仍会遗留一定程度的功能损伤,包括肢体瘫痪、吞咽障碍或失语等。因此,寻找缺血性脑卒中潜在的治疗靶点成为亟待解决的科学问题。中枢神经系统十分复杂,部分原因是由于存在多种类型的细胞,且它们有特定的基因表达模式,而单细胞水平转录组学能够准确识别出中枢神经系统中不同细胞的分类,因此在中枢神经系统精准分类出不同细胞且明确其生物学功能,就可以对中枢神经系统疾病有更深入的研究。单细胞测序技术能够快速精确地确定成千上万个细胞的基因表达模式,分析相同表型细胞的遗传信息异质性,全景式揭示微环境中细胞亚群的组成、分布、功能和发展状态,发现新亚群及其功能。目前已应用于神经生物学、器官生长、癌症生物学、胚胎学等多个领域。但还未有研究在单个细胞水平上对脑缺血再灌注损伤进行探索,因此本研究拟通过利用单细胞测序技术绘制脑缺血再灌注损伤后的脑组织微环境图谱。研究方法:本研究通过建立大鼠脑缺血再灌注模型（MCAO）,对脑缺血再灌注损伤的大脑皮层组织进行细胞酶解和细胞分悬,通过单细胞转录组测序,并结合聚类分析及t-SNE可视化等生物信息学方法对细胞亚群进行区分,同时利用GO功能富集和KEGG通路富集来揭示各个细胞亚群的生物学功能。研究结果:研究结果发现经单细胞测序分析可将大鼠脑组织大致分为20个细胞亚群,包括3类小胶质细胞亚群,3类少突胶质细胞亚群,5类内皮细胞亚群以及室管膜细胞、神经元细胞、星形胶质细胞等;对比实验组（MCAO）和对照组（Sham）的细胞亚群基因表达,发现有9个亚群细胞在两样本间存在显著差异,包括细胞亚群 7（log2FC=-1.159,p＜0.001）,细胞亚群 3（log2FC=0.535,p＜0.001）等;对差异细胞亚群进行组间比较寻找差异基因,并通过富集分析诠释其生物学功能,本研究证实:细胞亚群1富集最显著的生物过程包括T细胞活化、调节淋巴细胞活化以及血管生成,细胞亚群2主要富集在细胞内蛋白跨膜转运、自噬、凋亡信号通路的调节等生物过程。研究结论:综上,我们利用单细胞测序技术初步绘制了脑缺血再灌注损伤的脑微环境图谱,不仅将脑组织细胞进行聚类分析,还找到了在脑缺血再灌注损伤中发生变化的细胞亚群,通过对细胞亚群的top 40基因进行生物信息学分析,揭示了细胞间重要的功能相互作用,为缺血性脑卒中提供了潜在的治疗靶点。