皮肤红斑狼疮具有特化的基质微环境与改变的逆转录元件表达

Cutaneous Lupus Features Specialized Stromal Niches and Altered Retroelement Expression

作者信息Jeff R Gehlhausen, Yong Kong, Emily Baker, Sarika Ramachandran, Fotios Koumpouras, Christine J Ko, Matthew Vesely, Alicia J Little, William Damsky, Brett King, Akiko Iwasaki
PMID40409678
发布时间2025-12
DOI10.1016/j.jid.2025.04.033

实验完整度

包含单细胞RNA测序、空间转录组、原位杂交等多层级验证,并进行了Anifrolumab治疗前后对比,明确了细胞类型、通路和逆转录元件变化。

主要模型

皮肤红斑狼疮患者皮损皮肤 健康对照皮肤 亚急性皮肤红斑狼疮患者治疗前后皮肤

重点核对

患者样本:3例健康对照和5例CLE患者,共12个样本(含非皮损) 单细胞RNA测序:10x Genomics 5'v2试剂盒,测序深度至少20,000读对/细胞 空间测序:10x Visium CytAssist,使用FFPE组织 Anifrolumab治疗:1例SCLE患者,8周后评估,皮损明显缓解 原位杂交:使用RNA Scope试剂盒,GREM1和CXCL10探针

摘要

皮肤红斑狼疮是一种炎症性皮肤病,导致高度病态的皮肤炎症和脱发。为了研究皮肤红斑狼疮的病理生理学,我们对皮损和非皮损皮肤红斑狼疮皮肤以及健康对照进行了单细胞RNA和空间测序。对皮损角质形成细胞的通路富集分析显示,对I型干扰素、II型干扰素、肿瘤坏死因子和凋亡信号的应答增强。详细聚类揭示了狼疮皮肤特有的成纤维细胞,可能在炎症细胞招募和纤维化中起作用。我们还评估了逆转录元件表达与皮肤中I型干扰素的关联。我们观察到逆转录元件表达增加,并与多种细胞类型的干扰素刺激基因相关。此外,我们观察到参与RIG-I和cGAS-STING通路的基因表达升高,这些通路转导升高的核酸信号。用Anifrolumab治疗活动性皮肤红斑狼疮降低了RIG-I和cGAS-STING通路以及最丰富的逆转录元件家族L2b。我们的研究更好地定义了皮肤红斑狼疮中I型干扰素介导的免疫病理学,并确定了逆转录元件表达与皮肤红斑狼疮中干扰素特征之间的关联。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
皮肤红斑狼疮的微环境中I型干扰素如何驱动免疫病理,以及哪些细胞类型和分子机制参与其中?
核心机制
I型干扰素信号主导皮肤红斑狼疮病变,与逆转录元件表达相关,可能通过RIG-I和cGAS-STING通路形成正反馈循环,维持炎症状态。
主要证据
单细胞RNA测序显示角质形成细胞和多种细胞中I型干扰素特征基因上调,GREM1+和PLA2G2A+成纤维细胞在皮损中扩增,空间转录组显示其定位于真皮乳头层,与免疫细胞共定位;Anifrolumab治疗后相关信号和L2b逆转录元件降低。
研究意义
研究定义了皮肤红斑狼疮中I型干扰素介导的免疫病理机制,揭示了GREM1+成纤维细胞在炎症维持中的潜在作用,并提示Anifrolumab可能通过打断正反馈循环发挥作用,为靶向治疗提供依据。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

单细胞转录组分析

描绘皮肤红斑狼疮皮损与非皮损及健康对照的细胞组成和基因表达差异。

对皮肤活检样本进行单细胞RNA测序,聚类分析鉴定细胞类型,并进行通路富集和差异表达分析。

2

细胞间通讯分析

揭示皮肤红斑狼疮微环境中细胞间的配体-受体相互作用。

使用CellChat进行配体-受体分析,比较健康、非皮损和皮损状态下的细胞通讯网络。

3

成纤维细胞亚群分析

鉴定皮肤红斑狼疮特有的成纤维细胞亚群及其特征。

对成纤维细胞进行亚聚类,分析差异表达基因、通路激活和转录因子活性,并通过拟时间轨迹推断分化路径。

4

空间转录组分析

验证关键细胞类型在组织中的空间定位和共定位。

对健康对照、治疗前和治疗后的皮肤红斑狼疮样本进行空间转录组测序,分析细胞类型和基因表达的空间分布。

5

原位杂交验证

独立验证GREM1+成纤维细胞的存在和定位。

使用RNA Scope原位杂交检测GREM1和CXCL10在皮肤红斑狼疮组织中的表达。

6

逆转录元件表达分析

评估逆转录元件表达与I型干扰素特征的相关性。

使用scTE分析单细胞RNA测序数据中的转座子表达,并计算与干扰素刺激基因的相关性。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
分散酶IISigma--
Liberase THSigma--
脱氧核糖核酸酶IRoche--
Countess IIIThermoFisher--
10x Genomics 5'v2试剂盒10x Genomics--
RNA Scope试剂盒Bio-Techne323100
GREM1探针Bio-Techne312831
CXCL10探针Bio-Techne311851
ProLong Gold防淬灭封片剂ThermoFisherP36934
Opal 690Akoya BiosciencesFP1497001KT
Opal 570试剂Akoya BiosciencesFP1488001KT
10x Visium CytAssist10x Genomics--
Illumina NovaSeqIllumina--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
单细胞RNA测序样本准备
皮肤活检样本类型和数量:皮损、非皮损、健康对照;消化条件:Dispase II浓度、孵育时间等
阅读提示:Methods: 'Skin digestion for single cell RNA sequencing'
单细胞RNA测序数据分析
Seurat版本、质控参数(基因数、线粒体比例)、归一化方法、聚类参数
阅读提示:Methods: 'Single cell RNA sequencing and analysis'
空间转录组学
Visium实验步骤、FFPE处理、探针面板、测序平台和参数
阅读提示:Methods: '10x Visium spatial sequencing and analysis'
原位杂交
RNA Scope试剂盒货号、探针序列、染色和成像条件
阅读提示:Methods: 'In-situ hybridization'
逆转录元件分析
scTE版本、构建索引的参考基因组、BAM文件预处理条件
阅读提示:Methods: 'scTE analysis'