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系统性红斑狼疮(SLE)是复杂的自身免疫病,I 型干扰素(IFN-I)在其发病机制中作用关键,但单核细胞亚群的具体作用不明。研究人员通过多组学分析和实验验证,发现 SIGLEC1+IRF7+单核细胞亚群在 SLE 发病中至关重要,有望成为诊疗新靶点。
系统性红斑狼疮(Systemic Lupus Erythematosus,SLE)是一种令人头疼的自身免疫性疾病,它就像一个隐藏在身体里的 “破坏者”,会引发慢性炎症,对多个器官造成损害。在 SLE 的发病过程中,I 型干扰素(IFN-I)大量产生,这就像免疫系统的 “失控开关”,导致免疫调节异常。单核细胞作为免疫系统的重要成员,在 IFN-I 的产生中发挥着关键作用,然而,不同单核细胞亚群在 SLE 进程中究竟扮演什么角色,一直是个未解之谜。
为了揭开这个谜团,厦门大学附属第一医院等机构的研究人员开展了深入研究。他们的研究成果发表在《Arthritis Research 》上,为 SLE 的诊疗带来了新的曙光。
研究人员主要运用了单细胞 RNA 测序(scRNA-seq)、转录组分析以及多种生物信息学分析方法。研究数据来源于多个公开数据库,包括从 Gene Expression Omnibus(GEO)、10x Genomics Database 和 ArrayExpress Database 获取的外周血单核细胞(PBMCs)和单核细胞转录组数据。
在研究结果部分,首先是干扰素驱动的 SLE 单核细胞转录重编程。研究人员整合分析了多组 SLE 患者和健康对照的单核细胞转录组数据,发现 SLE 患者单核细胞中关键干扰素刺激基因(ISGs)如 IFI27、RSAD2 等显著上调,形成了 SLE 相关单核细胞特征(SLERRAsignature)。基因集富集分析(GSEA)显示,SLE 单核细胞中与病毒感染和 IFN-I 反应相关的通路显著富集,这表明 IFN 信号在 SLE 单核细胞转录重编程中起关键作用,且 SLERRAsignature 对 SLE 诊断有重要价值。
其次,scRNA-seq 揭示了 SLE 单核吞噬细胞亚群的改变。通过对 scRNA-seq 数据集的分析,研究人员鉴定出多种单核吞噬细胞亚群,包括 CD14 单核细胞亚群、CD16+亚群和树突状细胞(DC)亚群等。与健康对照相比,SLE 患者中 CD14Mono4 和 CD16Mono2 频率更高,而浆细胞样树突状细胞(pDC)频率更低,且在疾病发作组中 CD14Mono8 亚群比例有增加趋势,提示其可能与疾病恶化相关。
然后,差异转录组分析突出了 SLE 单核细胞中 ISG 的激活。研究发现,SLE 患者 13 个单核吞噬细胞亚群中上调的差异表达基因(DEGs)主要是 ISGs,且严重 SLE 患者的 ISG 表达更高。对 CD14Mono8 亚群和 pDC 的 GSEA 分析表明,IFN 相关通路显著富集,进一步强调了 IFN 信号在 SLE 单核细胞转录重编程中的核心作用。
接着,研究人员发现 SLERRAsignature 可作为 SLE 临床进展和 ISG 表达的标志物。SLE 患者不同临床亚型的单核吞噬细胞中,SLERRAsignature 的富集程度均显著高于健康对照,且严重 SLE 患者的富集程度更高。此外,关键 ISGs 在 SLE 患者单核吞噬细胞亚群中的表达普遍增加,且与疾病严重程度相关,其中 CD14Mono8 亚群中 SLERRAsignature 的表达与疾病活动度相关。
之后,高质量 scRNA-seq 揭示了外周血单核吞噬细胞亚群的精确特征。研究人员通过严格筛选获得高质量 scRNA-seq 数据,鉴定出 CD14Mono7 亚群,该亚群高表达 SIGLEC1 和 IRF7,被定义为 SIGLEC1+IRF7+单核细胞,且在健康个体外周血中也存在。
再然后,研究人员建立并验证了用于单核细胞亚群分析的 CD14Mono7NoISGs 基因集。通过对高质量 PBMCs 的 RNAseq 数据进行分析,鉴定出各免疫细胞的特征基因集,并去除单核细胞和非单核细胞共表达的 ISGs,得到 CD14Mono7NoISGs 基因集。经 AUCell 和 GSVA 分析验证,该基因集可有效代表 CD14Mono7 亚群。
最后,研究发现 CD14+SIGLEC1+IRF7+单核细胞的升高可区分 SLE 患者和健康对照,并反映疾病活动度。通过流式细胞术检测发现,SLE 患者外周血中 CD14+SIGLEC1+和 CD14+SIGLEC1+IRF7+单核细胞比例显著高于健康对照,且疾病越严重,CD14+SIGLEC1+IRF7+单核细胞比例越高。
在研究结论和讨论部分,研究首次通过 scRNA-seq 分析鉴定出 SIGLEC1+IRF7+单核细胞,并揭示其在 SLE 中的重要性,为 SLE 的诊断和治疗提供了新方向。然而,研究也存在一些局限性,如缺乏临床数据验证、数据集中存在其他自身免疫病信息影响诊断特异性、未整合 bulk RNA-seq 和 scRNA-seq 数据,且缺乏动物模型验证。但总体而言,该研究为未来 SLE 的个性化治疗奠定了基础,有望推动 SLE 诊疗领域的进一步发展 。