文章概述
文章标题：《Mapping systemic lupus erythematosus heterogeneity at the single-cell level》
发表日期和杂志：2020年发表在nature immunology上
在线阅读链接：https://doi.org/10.1038/s41590-020-0743-0
研究背景：
系统性红斑狼疮(SLE)是一种复杂的自身免疫疾病，其特征是针对核酸的免疫耐受性崩溃。 SLE的病程不可预测，包括缓解和复发，导致累积性器官损伤，尤其在儿童中更为严重。
单细胞数据详情
研究方法：使用了单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术，分析了来自33名cSLE患者、11名健康儿童（cHD）、8名aSLE患者和6名健康成人（aHD）的约276,000个外周血单个核细胞（PBMCs）。
数据链接是：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSE135779
单细胞样品情况：
cSLE 数据集包括了33名儿童系统性红斑狼疮（cSLE）患者（编号为 cSLE1 至 cSLE33） 11名健康儿童对照（编号为 cHD1 至 cHD11） aSLE 数据集则包括了8名成人系统性红斑狼疮（aSLE）患者（编号为 aSLE1 至 aSLE8） 6名健康成人对照（编号为 aHD1 至 aHD6）
单细胞数据详情：
提供的是10X格式的标准三文件，但是需要进行整理，将文件分别整理到对应的文件夹里面，然后使用Read10X()函数读取，创建seurat对象进行后续的降维聚类分群即可
主要分析结果
SLE患者外周血单核细胞组成的改变
分析了来自33名儿童系统性红斑狼疮（cSLE）患者和11名匹配的健康对照（cHD）的PBMCs数据
通过质量控制的scRNA-seq谱使用BBKNN或Harmony进行技术批次效果校正。基于BBKNN校正后的数据，无监督聚类和二维均匀流形近似和投影得到了20个分子不同的聚类(批量校正前的27个聚类)
根据与所有其他细胞相比的基因表达值来定义集群
识别了不同类型的细胞亚群：
树突状细胞（DCs）、巨核细胞（Mgk）、红细胞系（Eryth）、自然杀伤（NK）细胞、浆细胞/浆细胞（PB/PC）和浆细胞样树突状细胞（pDCs）的单个簇
B细胞和单核细胞（CD14+和CD16+）的两个簇
五个CD4+ T细胞和五个CD8+ T细胞簇
许多簇在健康对照个体（cHD）和儿童系统性红斑狼疮（cSLE）患者中的代表性不同
在系统性红斑狼疮（SLE）中，干扰素（IFN）信号通路的异常活化是一个关键因素，它影响多种细胞类型的功能和状态。
与健康对照相比，cSLE患者的PBMCs中存在多个细胞亚群的代表性差异。表达高水平干扰素刺激基因（ISGs）的细胞亚群在cSLE患者中过度表达，其中8个簇对IFN特征贡献最大，特别是在单核细胞亚群
单核细胞亚群分析
单细胞数据中有两个主要的单核细胞簇（C0和C13），其中包含了来自44名受试者的47,968个细胞，进一步的聚类分析产生了八个单核细胞亚群（Mono-SC0到Mono-SC7），其中三个在cSLE患者中扩增
差异基因表达分析显示，三个csle扩增的Mono-SCs中存在ISG富集
在儿童系统性红斑狼疮（cSLE）患者中，特定基因的表达通过UMAP图确认了ISGhi CD14单核细胞的扩张。与此相反，表达促炎细胞因子基因（IL1B、IL8）的单核细胞在cSLE和健康对照（cHD）中都存在。
个体UMAP图显示了cHD样本在各个年龄范围内的显著均质性，与cSLE的异质性形成对比。在cHD中未出现的ISGhi Mono-SC0在22/33的cSLE患者中存在
白细胞介素IL-1β（IL-1β）和I型干扰素（Type I IFN）在髓系细胞中介导不同的炎症反应，并相互调节。
们对八个单核细胞亚群（Mono-SCs）中共表达IL1B和干扰素刺激基因（ISGs）的细胞进行了量化，共计155个细胞。
在cSLE扩张的Mono-SC6中，30%的细胞共表达IFITM3和IL1B，26%的细胞共表达ISG15和IL1B，而在其余Mono-SCs中，仅有10%的细胞同时表达这两种标志物
其余细胞亚群分析
树突状细胞（DCs）
在系统性红斑狼疮（SLE）中，树突状细胞（DCs）的频率和/或表型的改变是一个特征。
通过单细胞RNA测序（scRNA-seq），发现浆细胞样树突状细胞（pDCs）在SLE血液中的比例偏低。
通过进一步的亚群聚类分析，识别出四个pDC亚群（pDC-SC0到pDC-SC3），其中pDC-SC1在cSLE中扩增。
差异表达分析显示pDC-SC1中ISGs的上调表达。
cDCs在cSLE和cHD样本中都有出现。进一步的亚群聚类产生了四个cDC亚群（cDC-SC0到cDC-SC3），其中cDC-SC2在cSLE患者中扩张，这一亚群与ISG表达相关。
B细胞及plasma细胞亚群
在SLE患者中，存在特定的B细胞亚群，表现出双阴性（DN2）表型。这些B细胞亚群包括了活化的B细胞、具有活化表型的幼稚B细胞，以及年龄相关B细胞（ABCs）中的一个独特亚群——DN2细胞。
通过对大量单个PBMCs的单细胞RNA测序分析，发现了两个在cSLE和cHD中频率相似的B细胞簇。进一步的亚群聚类分析产生了七个B细胞亚群（SC0到SC6），其中三个在cSLE中扩张（B-SC1、B-SC4和B-SC5）。
研究中检测到了724个PCs，其中健康对照（cHD）患者中占17%，儿童系统性红斑狼疮（cSLE）患者中占83%。这些PCs贡献了大量的干扰素刺激基因（ISGs），并且表达了最高水平的I型干扰素受体（IFNAR）。
进一步的亚群聚类分析将PCs分为两个主要的单细胞亚群（SCs）
T细胞和NK细胞
在cSLE患者的PBMCs中，T细胞的一个特定亚群（T-SC4）表现出显著的扩张，并且这些细胞高表达ISGs，这可能与SLE的疾病活动性有关。
在SLE患者中，特定的NK细胞亚群可能在疾病的发生和发展中起到关键作用。特别是，ISGhi NK细胞亚群的存在可能与SLE的免疫病理过程密切相关。
LRMDs相关基因的富集
LRMDs在不同外周血单个核细胞（PBMCs）亚群中的分布，cDCs和pDCs是LRMD基因表达的主要细胞类型，而B细胞和NK细胞亚群也显示出相关的基因表达
层次聚类分析根据SC的丰度将cSLE患者和cHD样本分为六个主要的SC组
儿童系统性红斑狼疮（cSLE）和成人系统性红斑狼疮（aSLE）表现出相似的转录组特征
文章小结
在cSLE患者中发现了独特的PBMC组成变化，特别是与I型干扰素（IFN）途径相关的基因表达增加。 确定了与SLE疾病活动性相关的特定细胞亚群，包括单核细胞、T细胞、B细胞、NK细胞、浆细胞和树突状细胞。 发现了与LRMDs共表达的细胞亚群，这些基因与SLE的发病机制有关。
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