JMT日本医疗——在慢性阻塞性肺病患者肺中发现具有炎症信号的新型2型肺泡上皮细胞②

点击量：79   日期：2022-09-29 09:22    编辑：JMT日本医疗

通过单细胞分析，从COPD肺中识别出炎症型的新型2型肺泡上皮细胞“iAT2”

从9例COPD患者、4例非COPD吸烟者、3例非吸烟者肺组织中通过酶处理分离出细胞后，10x使用Genomics公司的单细胞基因表达解决方案，对每个细胞进行标签后单细胞RNA-seq，共分析了57918个细胞的基因表达谱。主要使用R软件“Seurat”等软件包进行了分析。在确认了间质细胞、免疫细胞、内皮细胞等各细胞种类的基因表达谱后，重点分析了对病理形成有重要影响的上皮细胞。

首先，应用Closeness centrality（近中心性）对上皮细胞的heterogeneity（不均一性）进行了定量，结果表明COPD肺来源的上皮细胞与正常肺相比，不均一性扩大，细胞的多样性增加。从上皮细胞的详细情况来看，除了club细胞、goblet细胞、basal细胞等之外，还确认了2种1型肺泡上皮（AT1）细胞、3种ciliated细胞等多个细胞种。在研究中，研究人员将重点放在对肺的平衡机制至关重要的2型肺泡上皮（AT2）细胞上，研究人员发现新的AT2细胞具有与已知AT2细胞不同的基因特征，并确认该细胞种类在COPD肺中增加。

由于该AT2细胞具有表达CXCL1、CXCL8等趋化因子的特征，研究小组将其命名为inflammatory AT2 （iAT2）细胞。使用免疫荧光染色在实际的肺组织中进行验证，发现了与CXCL1、CXCL8等趋化因子共表达的AT2细胞，确认了iAT2的存在。另外，将登录在Gene Expression Omnibus（GEO）中的世界上多个肺部的单细胞RNA-seq数据进行整合·重建，确定了该数据内也存在iAT2细胞。

iAT2具有与已知细胞不同的细胞分化谱系，与免疫细胞相互作用强烈​

通过Pseudotime analysis（伪谱分析）预测iAT2细胞出现的细胞分化谱系，发现其谱系不同于已知的从组织干细胞AT2细胞分化为AT1细胞的细胞谱系。此外，cell-cell interaction通过database提取与炎性细胞因子和趋化因子相关的配体-受体对，对其联系强度进行评分，从而实现细胞种间相互作用的定量化。iAT2细胞是所有上皮细胞种类中与免疫细胞的细胞间相互作用最频繁的，特别是与CD8+T细胞和中性粒细胞的交流最为频繁。

对COPD病理的阐明和治疗的应用期待

根据这次的研究成果，在世界上首次鉴定出了具有炎性信号，与免疫细胞进行强烈的细胞间相互作用，与已知的细胞谱系不同的新型AT2细胞集团（iAT2）。这些炎性的上皮细胞集团解释了COPD病理中炎症持续的机制，可能对气肿和气道的改造有所贡献。

研究小组表示：“将进一步验证该细胞在生物体内的作用，在查明COPD病理的同时，进一步研究将其应用于治疗上。”

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