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基于单细胞转录组测序技术的泡型棘球蚴病患者肝脏T细胞分类及功能解析

文献类型: 中文期刊

作者: 陈思 1 ; 王向前 2 ; 贾万忠 3 ; 蔡其刚 4 ; 张学勇 4 ; 张强 2 ; 郑海波 2 ; 朱凌虹 2 ; 李冰 2 ; 汪伟 5 ; 韩秀敏 2 ;

作者机构: 1.青海大学医学院

2.青海省人民医院

3.家畜疫病病原生物学国家重点实验室

4.青海省畜牧兽医科学院

5.国家卫生健康委员会寄生虫病预防与控制技术重点实验室

关键词: 泡型棘球蚴病;单细胞转录组测序;细胞图谱;肝脏;免疫微环境;T细胞亚型

期刊名称: 中国血吸虫病防治杂志

ISSN: 1005-6661

年卷期: 2024 年 36 卷 005 期

页码: 481-493

收录情况: CSCD

摘要: 目的 应用单细胞转录组测序技术(single-cell RNA sequencing,scRNA-seq)探究泡型棘球蚴病(alveolar echinococcosis,AE)患者肝脏组织免疫微环境T细胞亚型及功能。方法 以青海省人民医院2023年收治的首次行肝脏手术的4例AE患者作为研究对象,取每例患者泡型棘球蚴寄生病灶外1 cm处肝组织作为病灶旁组(peri-lesion,PL)、距病灶>5cm的肝组织作为病灶远端组(distal lesion,DL),共收集4例AE患者的8份肝脏组织样本进行单细胞转录组测序。应用Cell Ranger软件和R软件读取、处理肝组织基因组及转录组数据,并利用基因本体论(gene ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)功能富集分析差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)及其生物学功能。使用Cellchat包分析肝组织T细胞亚型之间的主要通讯模式和相互作用机制,并通过Monocle包对T细胞的发育阶段进行拟时序分析,以明确细胞生长和肿瘤相关转化基因的表达情况,预测T细胞发育轨迹。结果 本研究4例AE患者均为女性,平均年龄为(25.00±9.06)岁,分别来自青海省果洛藏族自治州久治县(3例)和玉树藏族自治州称多县(1例)。8份肝脏组织单细胞样本活性率为90.41%~96.33%,共获得81 763个单细胞;共注释出19种细胞类型,其中13种为免疫细胞(87.60%),占比居前3位的细胞类型分别为T细胞(33.13%)、中性粒细胞(15.40%)和自然杀伤细胞(11.92%)。对27 752个T细胞和增殖T细胞进行再聚类,注释出10种T细胞亚型,其中CD8+细胞毒性T细胞(23.43%)、CD8+幼稚T细胞(12.80%)和CD4+效应记忆T细胞(17.73%)占比较高。PL组肝组织中辅助型T细胞2(Th2细胞)和CD4+效应记忆T细胞占比分别为5.19%和21.59%,均显著高于DL组(3.63%和13.67%)(χ2=38.35、244.70,P均<0.01);PL组中CD4+辅助型T细胞(7.50%)占比低于DL组(14.75%)(χ2=330.52,P<0.01)。富集分析结果显示,Th2细胞主要与细胞凋亡和多条癌症通路相关,CD4+效应记忆T细胞主要与细胞因子和慢性炎症调控相关,CD4+辅助型T细胞与免疫反应调控相关。T细胞发育轨迹分析结果显示,相较于Th2细胞和CD4+效应记忆T细胞,CD4+辅助型T细胞处于更早期发育阶段,且DNA结合抑制因子3(ID3)、硫氧还蛋白相互作用蛋白(TXNIP)、BAG家族伴侣蛋白3(BAG3)、热休克蛋白家族B(小分子)成员1(HSPB1)基因的表达量随时间延长呈下降趋势。结论 AE患者肝脏组织中,CD4+效应记忆T细胞和CD8+细胞毒性T细胞是主要的相互作用细胞。Th2细胞和CD4+辅助型T细胞的低表达形成了抑制性免疫微环境,促进了泡型棘球蚴的免疫逃逸。此外,Th2细胞富集了多条与癌症相关的通路,可能与泡型棘球蚴的浸润性生长相关。

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