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Adv Sci (IF=15.1):质谱流式(CyTOF)联合单细胞多组学发现系统性红斑狼疮相关的T细胞亚型

Adv Sci (IF=15.1):质谱流式(CyTOF)联合单细胞多组学发现系统性红斑狼疮相关的T细胞亚型

  • 分类:华盈视角
  • 作者:小高
  • 来源:标志物研究俱乐部

【概要描述】CyTOF结合单细胞测序、空间组学技术可以实现对特定细胞亚群的鉴定及功能效应的挖掘。

Adv Sci (IF=15.1):质谱流式(CyTOF)联合单细胞多组学发现系统性红斑狼疮相关的T细胞亚型

【概要描述】CyTOF结合单细胞测序、空间组学技术可以实现对特定细胞亚群的鉴定及功能效应的挖掘。

  • 分类:华盈视角
  • 作者:小高
  • 来源:标志物研究俱乐部
  • 发布时间:2023-11-14 15:18
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系统性红斑狼疮(SLE)的潜在免疫发病机制涉及血浆循环可溶性因子的产生,例如自身抗体和促炎细胞因子,以及多个先天性和适应性细胞亚群的激活。2023年10月24日,上海交通大学医学院附属仁济医院丁显廷/陈晓翔联合中科院上海生命科学研究院陈洛南课题组合作在Adv Sci (IF=15.1)杂志发表了一篇题为“Identification and Characterization of CD8+CD27+CXCR3− T Cell Dysregulation and Progression-Associated Biomarkers in Systemic Lupus Erythematosus”的文章,采用质谱流式细胞技术(CyTOF)和单细胞RNA测序研究了由活动性SLE(aSLE)、缓解期SLE(rSLE)和健康对照(HC)组成的263份临床外周血样本,发现CD8+CD27+CXCR3− T细胞的丰度和功能失调可以作为SLE预后和伴随诊断的潜在生物标志物。

|    研究设计

采用质谱流式(CyTOF)检测aSLE和rSLE样本中的特异性免疫细胞亚群,采用配对的aSLE和rSLE,以及非配对SLE或其他自身免疫性疾病的外周血样本通过流式细胞术(FCM)对其进行验证。最后,研究通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)检测了外周血单核细胞(PBMC)在体外刺激/非刺激状态下的基因表达情况,并结合公共数据库中SLE的scRNA-seq数据进行功能分析(图1)。

图1 研究设计

 |   研究结果

1、rSLE患者表现出升高的CD8+CD27+CXCR3−T细胞比例

研究通过CyTOF分析了HC、aSLE和rSLE中的29种功能蛋白标志物。经过预处理和手动门控CD45+细胞后,PBMC分为43个簇。与HC和aSLE相比,rSLE中CD8+CD27+CXCR3−T细胞(簇16)的比例显著升高(图2A),且在7例匹配的aSLE和rSLE中,临床药物治疗显著增加CD8+CD27+CXCR3−T细胞频率(图2B)。

图2 rSLE表现出升高的CD8+CD27+CXCR3− T细胞

2、aSLE中的CD8+CD27+CXCR3− T细胞功能过度活跃

研究分析了与细胞激活和功能相关的生物标志物表达,发现CD69(早期细胞激活的标志物)在aSLE中的表达比rSLE更高。rSLE中CD27(通常在终末分化效应T细胞中低表达)的表达比HC和aSLE更高(图3A)。这些结果表明,CD8+CD27+CXCR3−T细胞在aSLE中功能更活跃。研究进一步对来自另外6例aSLE和2例 HC的PBMC进行scRNA-seq。对aSLE的CD8+CD27+CXCR3−T细胞与HC相比的1822个差异基因进行GO分析,结果显示自噬相关过程显著富集,与aSLE中自噬相关蛋白的增加一致(图3B)。GSEA结果表明aSLE和HC之间的主要通路差异集中在干扰素信号通路(图3C),与aSLE中IFNγ的高表达一致并进一步表明aSLE中过度活跃的效应器功能。此外,来自公共数据库的HC、aSLE和rSLE的scRNA-seq结果也验证了aSLE中CD8+CD27+CXCR3− T细胞的过度活跃效应功能。

图3 aSLE中的CD8+CD27+CXCR3− T细胞功能过度活跃

3、SLE临床疾病活动与CD8+CD27+CXCR3−T细胞的效应功能和自噬活性正相关

研究进一步发现SLEDAI评分(反映临床疾病活动)与CD8+CD27+CXCR3− T细胞比例(图4B)以及CD27表达呈负相关(图4C)。红细胞沉降率(ESR,SLE常规临床检测指标)与CD27表达呈负相关(图4D),与Atg5和LC3的丰度呈正相关(图4A、4E)。这些结果表明,aSLE中 CD8+CD27+CXCR3−T细胞的效应功能和自噬活性增强,可能是监测疾病活动的潜在生物标志物。

图4 SLE临床疾病活动与CD8+CD27+CXCR3−T细胞相关

|   总结与讨论

研究通过CyTOF技术发现rSLE中CD8+CD27+CXCR3−T细胞增加,同时结合CyTOF数据和scRNA-seq技术发现aSLE中 CD8+CD27+CXCR3−T细胞的效应功能过度活跃。最后结合临床资料发现,CD8+CD27+CXCR3−T细胞的效应功能与临床SLE活动呈正相关。CyTOF作为近年来生物研究的尖端技术,可以对多种样本实现全面的免疫细胞检测,帮助我们发现疾病发生发展过程中的关键细胞,进一步结合单细胞测序、空间组学技术可以对特定细胞的功能效应进行全面细致的挖掘。

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|   相关文献

Zhang L, Du F, Jin Q, et al. Identification and Characterization of CD8+ CD27+ CXCR3- T Cell Dysregulation and Progression-Associated Biomarkers in Systemic Lupus Erythematosus. Adv Sci (Weinh). 2023 Oct 24:e2300123. Epub ahead of print. PMID: 37875396.

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