文章标题：Single-cell transcriptomics reveals variations in monocytes and Tregs between gout flare and remission
中文标题：单细胞转录组学揭示了痛风发作和缓解之间单核细胞和 Treg 细胞的差异
发表期刊：Jci Insight
发表时间：2023年12月
影响因子：6.3/Q1
痛风是一种复杂而常见的关节炎，由持续性高尿酸血症期间的免疫反应功能障碍引起，导致尿酸单钠 （MSU） 晶体沉积和形成。急性痛风发作主要影响下肢关节。痛风发作通常无需治疗即可自发缓解 1-2 周 。慢性高尿酸血症可促进痛风频繁发作和缓解。因此，迫切需要阐明痛风发作和缓解之间过渡阶段免疫反应的潜在机制。
研究方法
我们基于单细胞 RNA-Seq 和独立的验证队列，确定了痛风发作的潜在机制，这可能涉及 HLA-DQA1 非经典单核细胞的上调，并与抗原加工和呈递有关。此外，Tregs 在痛风缓解期间的抑制能力中也起着重要作用。细胞通讯分析表明，单核细胞与其他 T 细胞类型（如 Tregs）之间存在改变的串扰。此外，我们观察到痛风发作期间炎症和细胞因子基因的全身上调，主要在经典单核细胞中。
结果分析
1. 痛风发作和缓解的外周血单核细胞 （PBMC） 的单细胞转录组分析
我们从相同的 3 名痛风发作患者 （1 份样本/患者） 中收集两份配对外周血样本 （共 6 份），并在痛风缓解期间 （1 份样本/患者） 收集。将样品解离成单细胞并分选用于 scRNA-Seq，得到痛风发作和缓解期之间的细胞组成没有明显差异。
2. 单核细胞亚型在痛风发作和缓解期间调节不同的生物学功能。
我们使用 t-SNE 进行可视化处理来自痛风患者的 7,499 个髓系细胞被分成 6 个簇。对主要差异表达基因 （DEG） 的检查显示，CM 和 IM 具有相似的 DEG 谱，在痛风发作期间，促炎细胞因子在 CM 和 IM 中上调。
3. HLA-DQA1hi NCMs控制痛风发作时单核细胞亚型的分化
我们使用上调的基因对经典、中间和非经典单核细胞进行 KEGG 通路富集分析，观察到包括矿物质吸收在内的途径富集，以及 IL-17 、 TNF 和 TLR 信号传导。相比之下，NCMs 在抗原加工和呈递中显着富集。
4. 痛风发作和缓解中的 T/NK 细胞表型
在我们的研究中，检测到 24,923 个 T/NK 细胞，这些细胞进一步聚集到 CD4 T 细胞 （TC） 、CD8 TC 和 NK 细胞中。IL-17 信号通路在痛风发作期间触发适应性免疫反应。在痛风发作与缓解引起的 Tregs 中，IL-17、NOD 样受体和 MAPK 信号通路富集，而 cGMP-PKG、FoxO 和 cAMP 信号通路受到显着抑制。
5. 痛风发作和缓解之间细胞间信号网络的主要改变
我们使用 CellChat 来量化和可视化各种免疫细胞亚型之间的细胞间通讯。通过比较痛风发作和缓解之间的信息流，我们确定 42 条通路中有 15 条在痛风发作期间高度活跃，包括 9 条参与炎症和免疫反应的通路。在痛风发作中，单核细胞亚型之间的 CCL 和 IL-16 信号通路大大增加。
文章小结
我们表征了从痛风发作到缓解的整个过渡阶段，人 PBMC 免疫细胞组成和炎症特征在单细胞水平上的标志物变化。在痛风发作期间，CM 和 IM 表现出促炎功能，HLA-DQA1hiNCM 参与抗原加工和呈递，PTGS2hi单核细胞亚型增强 AA 代谢活性。（对文章思路感兴趣的老师欢迎关注lulu，一起交流学习）
