單細胞聯(lián)合空間轉(zhuǎn)錄組技術揭秘肝臟免疫系統(tǒng)抵御炎癥機制

編者按

肝臟和腸道通過門靜脈（PV）直接相連，門靜脈是將腸道吸收的營養(yǎng)物直接輸送到肝臟的血管。在正常情況下，肝臟的免疫系統(tǒng)能夠抵御入侵的腸道細菌和相關物質(zhì)，但目前對于肝臟免疫系統(tǒng)抵御炎癥的確切機制尚不清楚。本研究通過肝臟活體成像、單細胞測序及空間轉(zhuǎn)錄組等技術，在保留組織定位信息的同時，揭示了肝臟入口（即PV）附近的某些常駐巨噬細胞，表達高水平的白細胞介素-10和 Marco（巨噬細胞表面一種清道劑受體，可隔離促炎癥性病原體相關分子模式和損傷相關分子模式），從而抑制免疫反應，在抵御腸道細菌和相關物質(zhì)引起的肝臟炎癥方面的重要作用。本文將聚焦單細胞及空間轉(zhuǎn)錄組技術，重點介紹兩種技術在鑒定調(diào)節(jié)肝臟炎癥中的關鍵細胞類型并確定其作用靶點中的應用。

文章詳情 

文章題目：Periportal macrophages protect against commensal-driven liver inflammation
發(fā)表時間：2024.05
期刊名稱：Nature
影響因子：50.5 
實驗平臺：10x 單細胞測序；10x Visium 空間轉(zhuǎn)錄組技術、雙光子成像
DOI：10.1038/s41586-024-07372-6.

技術應用

首先研究者利用10x Visium空間轉(zhuǎn)錄組技術，通過不同區(qū)域特征性基因的表達確定了組織切片PV 和 CV區(qū)的分布，并分析相關區(qū)域基因表達特征及功能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)相比于CV區(qū)，PV區(qū)免疫抑制更加顯著。進一步通過雙光子成像技術，可視化PV和CV區(qū)的免疫反應。結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，門靜脈周圍的巨噬細胞抑制炎癥反應，在PV區(qū)具有更強的抑制活性，驗證了Visium 的結(jié)果。

Fig.1  PV區(qū)分布的巨噬細胞亞群抑制免疫激活

為了進一步鑒定位于CV及PV區(qū)的免疫抑制巨噬細胞亞群類型，研究者分別收集了CV和PV區(qū)的免疫細胞進行單細胞測序。結(jié)果鑒定了肝臟中不同類型的免疫細胞類型，基于空間轉(zhuǎn)錄組分析結(jié)果，研究者重點關注巨噬細胞亞群。將Kupffer進一步分為兩個亞群：MP1和MP2（特異性表達Marco）。Kupffer細胞差異基因分析顯示，在MP2細胞中，編碼白細胞介素-10（IL-10）的基因（發(fā)揮抗炎作用）明顯增加，表明該MP2巨噬細胞亞群具有免疫抑制特性。

Fig.2  PV區(qū)MP2巨噬細胞亞群具有免疫抑制特性