肺是人體最重要的器官之一，除了主要呼吸功能外還具有非呼吸性的防御、免疫及內(nèi)分泌代謝功能。一旦肺部發(fā)生疾病，輕則咳嗽、呼吸不順，重則危及生命。至今為止，許多肺部疾病（非腫瘤）還沒有很好的治療方案，深入了解肺部疾病相關(guān)發(fā)病機(jī)制有助于發(fā)現(xiàn)有效治療措施。

當(dāng)前，由于單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組能夠探究組織或細(xì)胞異質(zhì)性，使其成為研究疾病發(fā)生與發(fā)展的重要技術(shù)。此外，研究過程中不得不提的就是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型——研究者們必不可少的研究工具。雖然可供選擇的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物較多，但就肺部疾病方向的研究主要選擇的還是小鼠模型。小鼠模型的優(yōu)勢(shì)非常明顯，比如，成本較低、容易飼養(yǎng)、繁育速度快等。故，采用單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)探究小鼠模型成為越來越多研究者分析疾病發(fā)展機(jī)制的選擇。

我們?cè)?strong>小鼠肺部疾病單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序應(yīng)用方面具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，接下來為大家一一介紹，希望能夠幫助大家進(jìn)一步了解該技術(shù)在肺部相關(guān)疾病的應(yīng)用。

01

論文題目：靶向降解轉(zhuǎn)錄因子C/EBPb通過恢復(fù)巨噬細(xì)胞中泛素編輯酶A20的活性減少肺纖維化

英文題目：Targeting Degradation of the Transcription Factor C/EBPb Reduces Lung Fibrosis by Restoring Activity of the Ubiquitin-Editing Enzyme A20 in Macrophages

發(fā)表期刊：Immunity

影響因子：43.474

材料：WT小鼠和A20過表達(dá)小鼠（均為n =1）

文章概述：肺纖維化是一種由反復(fù)的肺損傷和炎癥驅(qū)動(dòng)的慢性疾病，目前還沒有很好的治療方案。泛素編輯酶 A20 因其泛素化功能和抗炎能力，引起廣泛的關(guān)注。然而，在肺纖維化疾病中，A20 在巨噬細(xì)胞中發(fā)揮的作用和機(jī)制仍有待于研究。文章對(duì)博萊霉素誘導(dǎo)的 WT 組和 A20 過表達(dá)組巨噬細(xì)胞進(jìn)行scRNA-seq，結(jié)果顯示兩組間細(xì)胞類型差別較大，肺泡巨噬細(xì)胞中 A20 酶功能障礙促進(jìn)了肺纖維化發(fā)展。在慢性肺損傷反應(yīng)中，升高的糖原合成酶激酶3b (GSK-3β)與A20相互作用并磷酸化，抑制C/EBPβ降解。A20異位表達(dá)或通過干擾A20- GSK-3β相互作用恢復(fù)A20活性可加速C/EBPβ降解，對(duì)肺部纖維化表現(xiàn)出較強(qiáng)的治療作用。文章為肺纖維化臨床治療提供了一個(gè)新的潛在靶點(diǎn)。

DOI: 10.1016/j.immuni.2019.06.014

02

論文題目：間充質(zhì)干細(xì)胞通過抑制促炎功能的Ly6CCD8T細(xì)胞，緩解LPS誘導(dǎo)的急性肺損傷

英文題目：Mesenchymal stem cells alleviate LPS-induced acute lung injury by inhibiting the proinflammatory function of Ly6CCD8T cells

發(fā)表期刊：Cell Death and Disease

影響因子：9.685

材料：第三天LPS/PBS組小鼠、第七天LPS/PBS組小鼠、第三天LPS/MSC組小鼠、第三天LPS/MSC組小鼠和PBS/PBS組小鼠（均為n =1）

文章概述：急性肺損傷（ALI）是一種嚴(yán)重的肺部炎癥性疾病，其主要特征為彌漫性間質(zhì)和肺泡水腫、炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)和促炎因子釋放。間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)的免疫調(diào)節(jié)作用有助于炎癥性疾病的治療，而對(duì)ALI的影響尚不清楚。本研究采用脂多糖(LPS)誘導(dǎo)小鼠ALI，隨后經(jīng)小鼠氣管內(nèi)灌注MSCs，采用質(zhì)譜流式和單細(xì)胞RNA測(cè)序(scRNA-seq)對(duì)肺中的CD8T細(xì)胞進(jìn)行鑒定。質(zhì)譜流式結(jié)果顯示，表達(dá)高Ly6C和CXCR3水平的CD8T細(xì)胞引起ALI小鼠肺組織損傷，MSCs處理則可減輕損傷。scRNA-seq結(jié)果表明Ly6CCD8T細(xì)胞在MSCs治療后表現(xiàn)出更活躍的表型，促炎因子表達(dá)減少，而促炎因子在免疫趨化過程中富集最多。作者發(fā)現(xiàn)MSCs抑制了CD8+ T細(xì)胞浸潤(rùn)量和促炎功能，在緩解ALI中發(fā)揮了重要作用，揭示了潛在的治療干預(yù)機(jī)制。

DOI: 10.1038/s41419-020-03036-1

03

論文題目：間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)LPS誘導(dǎo)急性肺損傷肺B細(xì)胞基因表達(dá)的免疫抑制作用

英文題目：Immunosuppressive effects of mesenchymal stem cells on lung B cell gene expression in LPS-induced acute lung injury

發(fā)表期刊：Stem Cell Research & Therapy

影響因子：8.079

材料：第三天LPS組小鼠、第七天LPS組小鼠、第三天LPS/MSC組小鼠、第三天LPS/MSC組小鼠和PBS組小鼠（均為n =1）

文章概述：急性肺損傷(ALI)是急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)的一種臨床表現(xiàn)，其特征包括雙側(cè)肺浸潤(rùn)、嚴(yán)重低氧血癥和非心源性肺水腫。免疫系統(tǒng)紊亂是急性肺損傷(ALI)的主要原因，間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)治療可減輕ALI期間的炎癥反應(yīng)。在本研究中，作者通過MACS和scRNA-seq比較了間充質(zhì)干細(xì)胞治療期間肺B細(xì)胞的變化。結(jié)果顯示，PBS組和LPS組B細(xì)胞中差異表達(dá)基因(DEGs)均參與趨化過程和一些促炎途徑。MSC治療抑制了被LPS上調(diào)的趨化因子基因的表達(dá)，這些趨化因子基因與中性粒細(xì)胞進(jìn)入肺組織有關(guān)。MSC治療小鼠肺B細(xì)胞免疫球蛋白相關(guān)基因表達(dá)降低。MSCs調(diào)控的DEGs在生物過程中富集，包括體液免疫反應(yīng)和凋亡信號(hào)。本文發(fā)現(xiàn)MSCs對(duì)肺B細(xì)胞的免疫抑制作用，表明其具備治療ALI的潛在能力。

DOI: 10.1186/s13287-020-01934-x

04

論文題目：急性肺損傷過程中間充質(zhì)干細(xì)胞介導(dǎo)的募集單核吞噬細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)：高維分析研究

英文題目：Mesenchymal stem cell-mediated immunomodulation of recruited mononuclear phagocytes during acute lung injury: a high-dimensional analysis study

發(fā)表期刊：Theranostics

影響因子：11.600

材料：第三天LPS組小鼠、第七天LPS組小鼠、第三天LPS/MSC組小鼠、第三天LPS/MSC組小鼠、第三天PBS組小鼠和第七天PBS組小鼠（均為n =1）

文章概述：急性肺損傷是導(dǎo)致急性呼吸窘迫綜合征的重要原因，嚴(yán)重時(shí)可致命。單核吞噬細(xì)胞（MNPs）被認(rèn)為在肺組織損傷和修復(fù)過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。此外，間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）可以通過調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)以促進(jìn)受損組織修復(fù)。然而，MSCs 通過調(diào)節(jié)肺組織中募集的 MNPs 的保護(hù)作用在很大程度上仍未被探索，這將有利于掌握ALI的治療。本文結(jié)合流式細(xì)胞術(shù)、質(zhì)譜流式和單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，識(shí)別了被招募到LPS處理肺的8個(gè)單核吞噬細(xì)胞亞群。LPS給藥后第3天，Ly6CCD38和Ly6CCD38單核細(xì)胞被招募到急性損傷的肺部，這與中性粒細(xì)胞趨化因子的分泌增加有關(guān)。第3天Ly6CCD38單核細(xì)胞分化為M1巨噬細(xì)胞，第7天分化為CD38+單核細(xì)胞衍生的樹突狀細(xì)胞(mo-DCs)，第7天Ly6CCD38單核細(xì)胞分化為CD11bCD38DCs。當(dāng)MSCs治療ALI小鼠時(shí)，死亡率顯著降低。值得注意的是，MSCs在第3天減少了M1巨噬細(xì)胞的數(shù)量，減少了中性粒細(xì)胞趨化因子的分泌。MSCs在第7天減少了CD38mo-DCs和CD11bCD38?DCs的數(shù)量，抑制了抗原呈遞過程。招募的單核吞噬細(xì)胞亞群具有高水平的CD38表現(xiàn)出激活的表型，并能分泌更高水平的細(xì)胞因子和趨化因子。文章揭示了MSCs治療ALI過程中招募MNPs，闡明了其免疫調(diào)節(jié)作用，將為提高ALI治療效果提供理論基礎(chǔ)。

DOI: 10.7150/thno.52514

05

論文題目：煤塵暴露引發(fā)小鼠塵肺病和維生素 D 治療中轉(zhuǎn)錄譜的異質(zhì)性

英文題目：Coal dust exposure triggers heterogeneity of transcriptional profiles in mouse pneumoconiosis and Vitamin D remedies

發(fā)表期刊：Particle and Fibre Toxicology

影響因子：9.112

材料：對(duì)照小鼠和煤塵處理小鼠（均為n=2）

文章概述：煤礦開采工人面臨塵肺病的威脅，目前尚無有效治療方法。肺泡上皮細(xì)胞作為吸入顆粒粉塵的第一個(gè)接觸點(diǎn)，其增殖和分化影響著肺部疾病的發(fā)生和發(fā)展。通常，炎性單核細(xì)胞和肺巨噬細(xì)胞是肺修復(fù)和纖維化調(diào)節(jié)劑的關(guān)鍵。然而，煤塵肺中巨噬細(xì)胞的多樣性和長(zhǎng)期煤塵誘導(dǎo)的肺泡炎癥機(jī)制尚不清楚。作者采用單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)，發(fā)現(xiàn)一個(gè)明顯異常增加的肺泡 2 型上皮細(xì)胞 (AT2) 被歸類為高活性狀態(tài)，但在煤塵顆粒暴露后降低了 LYZ 和 Chia1 的抗菌相關(guān)蛋白表達(dá)。Beclin1、LC3B、LAMP2、TGF-β 和 MLPH 在 CDP 誘導(dǎo)下上調(diào)，促進(jìn)自噬和肺纖維化。在患有塵肺病的小鼠中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的具有 M2 型極化雙表達(dá) MLPH/CD206的巨噬細(xì)胞亞群。

結(jié)果表明，煤塵對(duì)肺上皮細(xì)胞和巨噬細(xì)胞有明顯的毒性作用，最終誘發(fā)肺纖維化。但在維生素 D 治療后顯著改善肺部纖維化，原因是活化的 MLPH/CD206M2 巨噬細(xì)胞分泌 TGF-β1 并對(duì)維生素 D 治療敏感。文章研究結(jié)果將豐富對(duì)正常肺組織和煤塵肺組織之間細(xì)胞和分子差異的理解。

DOI: 10.1186/s12989-022-00449-y