狼疮肾炎肾脏免疫细胞代谢图景的单细胞转录组分析

来源 :北京协和医学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:leezhenghui
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目的:从单细胞转录组水平探究狼疮肾炎患者肾脏免疫细胞的代谢改变及其与细胞功能和干扰素刺激信号的相关性。方法:获取已发表的狼疮肾炎患者肾脏免疫细胞的单细胞转录组测序及临床数据,并复现分群结果,从MSigDB及文献获取细胞代谢、功能及干扰素应答基因集,计算细胞亚群间代谢基因集评分的差异及其与细胞功能基因集评分和干扰素应答基因集评分的相关性。对于在多个细胞亚群中与干扰素应答基因集评分相关的代谢通路,计算通路内基因UMI数的转换值与干扰素应答基因集评分的相关性及偏相关性。结果:来自26名狼疮肾炎患者和8名健康对照的2737个肾脏免疫细胞被分为4个B细胞亚群、6个髓系细胞亚群、8个T细胞亚群和2个NK细胞亚群,与原文献分群的差值百分比范围为-10.0%~15.1%。巨噬细胞中,患者的组织驻留巨噬细胞相比对照显著上调了氨基糖与核苷酸糖代谢通路,下调了氮代谢、精氨酸及脯氨酸代谢等7条通路。其余在患者样本明显增加的巨噬细胞亚群中,与吞噬功能显著正相关的代谢通路含部分M2型巨噬细胞极化相关代谢通路,而与炎症功能显著正相关的代谢通路含部分M1型巨噬细胞极化相关代谢通路。浆细胞样树突状细胞中,与Ⅰ型干扰素的产生显著正相关的通路有糖酵解、脂肪酸代谢等17条通路。在CD4+T细胞中,患者的效应记忆T细胞相比对照显著上调2条氨基酸代谢通路和烟酸及烟酰胺代谢通路,下调2条脂质代谢通路和2条糖代谢相关通路。在激活的B细胞中,与年龄相关B细胞评分显著正相关的6条通路中含氧化磷酸化通路,显著负相关的通路为烟酸及烟酰胺代谢通路;相比幼稚B细胞,激活的B细胞显著上调糖酵解及糖异生、脂肪酸代谢、氧化磷酸化等13条通路。在浆细胞中,与长寿浆细胞评分显著正相关的通路为甘氨酸、丝氨酸及苏氨酸代谢通路。在患者多个细胞亚群中均与干扰素应答基因集评分显著正相关的通路有4条,含烟酸及烟酰胺代谢通路,其中基因NT5C3A、NAMPT和CD38均与干扰素响应基因集评分显著正向偏相关。在多个亚群与干扰素应答基因集评分负相关的通路仅在巨噬细胞、CD4+T和CD8+T细胞出现,为氧化磷酸化通路,通路中多个线粒体基因分别在巨噬细胞和T细胞中与干扰素应答基因集评分显著负向偏相关。结论:狼疮肾炎患者的肾脏免疫细胞相比健康对照存在转录组水平的代谢改变,且免疫细胞的代谢与细胞功能存在相关性。在体内干扰素刺激的条件下,氧化磷酸化受损和烟酸及烟酰胺代谢水平的改变可能出现在多个免疫细胞群体中。
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