CD163+组织浸润巨噬细胞通过TGF-β/Smad2/3信号通路调控甲状腺相关眼病眼眶成纤维细胞铁死亡的机制研究

本研究针对甲状腺相关眼病(TAO)中组织纤维化与铁死亡的调控机制不明问题，通过单细胞测序与转录组分析，首次揭示CD163+巨噬细胞通过TGF-β1/SMAD2/3轴促进眼眶成纤维细胞铁死亡的关键作用。研究人员构建体外共培养模型，发现CCL18+巨噬细胞亚群显著激活铁死亡信号，并筛选出HSP90AA1等潜在治疗靶点，为TAO的免疫代谢干预提供新策略。

　　

甲状腺相关眼病(TAO)是一种与甲状腺功能相关的器官特异性自身免疫疾病，以眼周组织特异性反应性改变和重塑为主要特征。尽管现有药物和放射治疗对部分患者有效，但仍有相当比例患者因疗效不佳需接受多次眼部重建手术。其核心病理机制涉及氧化应激和眼眶组织重塑，但铁死亡（一种铁依赖的程序性细胞死亡形式）在TAO中的作用尚不明确。南昌大学附属眼科医院的研究团队通过整合单细胞RNA测序和转录组分析，揭示了CD163⁺巨噬细胞通过TGF-β/SMAD2/3信号通路调控眼眶成纤维细胞铁死亡的新机制，相关成果发表于《Journal of Translational Medicine》。

研究采用GEO数据库获取TAO相关高通量数据集（GSE174139和GSE158464），结合FerrDb铁死亡数据库筛选差异基因。通过单细胞测序分析4例TAO患者和2例健康人眼眶结缔组织的16,364个细胞，建立CD163⁺巨噬细胞与TAO眼眶成纤维细胞的共培养模型，并利用TGF-β1诱导的体外模型验证信号通路机制。关键实验包括差异表达分析、蛋白互作网络构建、流式细胞术验证细胞亚群及CCK-8检测细胞活性。

研究首先通过差异表达分析鉴定出7个关键铁死亡相关基因（FRGs），其中AQP3和LGMN表达上调，而CP1、FTL、MGST1、NQO1和TMSB4X下调。蛋白互作网络显示FTL和TMSB4X与其他TAO差异基因关联紧密。临床组织验证发现TAO患者眼眶脂肪组织中SMAD2/3磷酸化水平升高，提示TGF-β通路异常激活。

单细胞图谱分析揭示TAO组特异性存在中性粒细胞(Neu)和静脉内皮细胞亚群(VEC2)。铁死亡评分显示巨噬细胞和成纤维细胞信号最活跃。进一步亚群分析发现CD163⁺CCL18⁺的C2巨噬细胞亚群具有显著铁死亡激活特征，免疫荧光证实TAO组织中CD163⁺细胞浸润增加。体外模型显示CD163⁺巨噬细胞通过分泌TGF-β1下调成纤维细胞的FTL、NQO1等抑铁死亡基因表达。

细胞互作分析表明C2亚群通过TNF和TGF-β信号与微环境细胞广泛交流。TGF-β1干预实验证实其通过SMAD2/3磷酸化促进成纤维细胞铁死亡。最后通过随机游走算法筛选出HSP90AA1、HSP90AB1和CSF1R作为靶向C2巨噬细胞的潜在治疗靶点。

该研究首次阐明CD163⁺巨噬细胞通过TGF-β1/SMAD2/3轴调控TAO眼眶成纤维细胞铁死亡的分子机制。铁蛋白轻链(FTL)和胸腺素β4(TMSB4X)的异常表达与铁代谢紊乱直接相关，而Legumain(LGMN)的上调提示溶酶体途径参与铁死亡调控。发现的CCL18⁺巨噬细胞亚群为TAO免疫分型提供新标志物，HSP90抑制剂可能通过阻断巨噬细胞-成纤维细胞对话发挥治疗作用。研究局限性在于临床样本量较小且药物预测需实验验证，但为理解TAO中免疫代谢重编程与组织纤维化的关联提供了全新视角，为开发靶向铁死亡的治疗策略奠定理论基础。