文章背景:本研究聚焦于滑膜组织中树突状细胞(DC)亚群在健康及类风湿性关节炎(RA)状态下的组织分布及功能差异。类风湿性关节炎是一种慢性自身免疫疾病,以滑膜(ST)的炎症及关节损伤为特点。髓系树突状细胞在RA的发病机制中可能发挥重要调控作用,但不同亚群的具体组织分布和功能仍未明晰。通过结合单细胞RNA测序(scRNA-seq)及SMI空间转录组学技术,我们阐明了ST-DC的功能特征,并揭示其在免疫耐受与疾病进展中的双重作用。
技术方法
文章主要成果包括对滑膜组织中DC亚群在不同病理状态下的分布及功能进行深入研究。利用单细胞RNA测序及SMI空间转录组技术,我们揭示了健康与患病状态下滑膜组织中DC亚群的分布特点及其功能特征。
不同病理状态下的DC亚群分布与功能
在健康滑膜中,耐受性AXL+DC2亚群主要位于滑膜保护性内衬层下方,这些细胞表现出高水平的AXL和WNT通路相关分子,并可能通过促进组织修复及抑制T细胞活化来维持局部免疫耐受。然而,在活动性RA中,AXL+DC2显著减少,滑膜内衬层则主要由促炎性DC3亚群(iDC3)占据,后者高表达CCL5等趋化因子及炎症相关分子,能够有效激活效应记忆性T细胞(Tem)和外周辅助性T细胞(Tph)。在RA的缓解期,尽管iDC3数量减少,但AXL+DC2并未恢复,而是出现了中间亚群KLF4+DC2和KLF4+ATF3+DC2,它们具有一定的调节功能,但未完全恢复健康滑膜的免疫耐受状态。
DC亚群与滑膜组织特定空间区域的关联
使用SMI空间转录组技术,我们进一步分析了DC亚群在滑膜组织不同区域的分布和功能,发现不同DC亚群根据其功能特性在特定的滑膜组织区域中聚集。具体而言,淋巴样区域主要富含CCR7+、MIR155+和LAMP3+DC2亚群,它们表达高水平的CCR7及CD40共刺激分子,能够迁移至淋巴结并激活初始T细胞。此外,MIR155+DC2表现出促炎性,而LAMP3+DC2则具备免疫调节功能,并与调节性T细胞(Treg)及CXCL13+Tph细胞相互作用。滑膜内衬层则以iDC3亚群为主,这些细胞通过直接接触及分泌促炎因子,与CCL5+Tem和Tph细胞密切相互作用,驱动滑膜组织的炎症反应。在其他区域,非促炎性DC2亚群定位于TGF-β阳性髓系富集区,可能在组织修复中发挥作用。
外周血中iDC3亚群的基因特征可预测RA复发
进一步研究发现,在RA缓解期患者的外周血中,iDC3亚群具有显著的促炎基因表达特征。这些基因在RA复发前几周即出现上调,ITGAM和ITGB2等整合素基因促进DC从外周血迁移至滑膜组织,TLR2和CLEC4E基因增强DC对炎症信号的反应,S100A12和S100A9等炎症相关基因则驱动滑膜组织的促炎反应。通过比较复发患者与持续缓解患者的基因表达谱,研究人员发现这些基因模块能够有效区分两类患者,具有潜在的预测价值。在独立数据集中,这些基因模块的表达在RA复发前4周开始上调,进一步验证了其预测能力。
文章总结
综上所述,该研究系统地探讨了滑膜组织中髓系树突状细胞(DC)亚群的异质性及其在健康与类风湿性关节炎(RA)不同病理阶段的功能特性。通过运用单细胞RNA测序、SMI空间转录组学及CITE-seq技术,研究绘制了滑膜组织中DC亚群的功能图谱,并揭示了其组织分布及与疾病动态变化的关联。在健康滑膜中,AXL+DC2亚群主要分布于滑膜内衬层下,维持显著的免疫耐受及组织稳态功能;而在活动性RA中,促炎性iDC3亚群显著增加,这些细胞通过分泌趋化因子及激活效应记忆性T细胞(Tem)和外周辅助性T细胞(Tph)来驱动滑膜炎症的发展。进一步分析显示,外周血中的iDC3前体细胞在RA复发前即表现出显著的促炎基因表达特征,这些基因可以作为预测RA复发的重要标志物。通过这些发现,该研究为理解RA的发病机制提供了新的视角,体现了金年会金字招牌诚信至上品牌在推动生物医学研究中的重要价值。