CFTR,离子细胞标志基因,在干燥综合征患者唾液腺中表达下调

Expression of CFTR, a hallmark gene of ionocytes, is downregulated in salivary glands of Sjögren's syndrome patients

作者信息Qi Zhang, Xiuying Lv, Ying Wang, Bin Wang, Yan He, Chubing Chen, Guixiu Shi, Yan Li
PMID36476557
发布时间2022-12-07
DOI10.1186/s13075-022-02959-8

实验完整度

中

包含scRNA-seq、免疫荧光和临床统计分析,但没有体外或体内功能验证。

主要模型

人唇腺组织(SjS患者与非SjS对照) 人唾液腺scRNA-seq数据(来自5例非SjS患者)

重点核对

样本来源:唇腺活检组织,来自厦门大学附属第一医院风湿免疫科(2017-2019年) 分组:SjS患者36例,非SjS对照44例 scRNA-seq数据来源:Huang等(2021)人唾液腺数据,包含5例非SjS患者 CFTR表达检测:免疫荧光,抗CFTR单克隆抗体(Solarbio, K008791P, 1:10稀释) 统计方法:Spearman相关性分析、Mann-Whitney U检验

摘要

背景:自身免疫性外分泌病干燥综合征(SjS)与唾液腺分泌缺陷相关。囊性纤维化跨膜传导调节因子(CFTR)是氯离子通道,是液体分泌的主要调节因子,但其在SjS中的作用尚未被研究。我们的研究在基因和蛋白质水平以及通过临床数据发现了CFTR与SjS之间的联系。方法:我们使用单细胞RNA测序(scRNA-seq)鉴定人唾液腺腺上皮细胞中CFTR的存在,并通过免疫荧光检测和来自44名非SjS和36名SjS患者的临床数据统计证实了差异。结果:评估了SjS患者唾液腺中CFTR表达在mRNA和蛋白水平的变化。根据scRNA-seq分析,CFTR是离子细胞的标志基因。我们首次发现SjS患者唇腺中CFTR表达在mRNA水平低于非SjS患者。通过免疫荧光检测,我们还发现与non-SjS相比,SjS患者的CFTR表达降低。临床统计结果显示,CFTR表达与口干感觉、唇腺淋巴细胞浸润以及血清中某些自身抗体(抗核抗体、抗Ro/SSA和抗La/SSB抗体)呈负相关。结论:上述发现证明了SjS患者唾液腺中CFTR表达明显下调及其临床意义。CFTR或离子细胞功能障碍可能有助于SjS的发病机制,并代表一个有希望的治疗靶点。

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
CFTR在SjS患者唾液腺中的表达是否改变及其临床意义
核心机制
CFTR或离子细胞功能障碍可能参与SjS的发病机制(文中未明确阐述具体机制)
主要证据
scRNA-seq显示CFTR是离子细胞标志基因且高表达;RNA-seq数据(GSE173808)显示SjS患者唇腺CFTR mRNA水平显著降低;免疫荧光示SjS患者唇腺CFTR蛋白表达减少;临床统计显示CFTR表达与口干、浸润灶、ANA、抗SSA、抗SSB负相关。
研究意义
CFTR可能是SjS的潜在治疗靶点,CFTR激活剂有望成为治疗口干的首个药物(作者提出)。

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

scRNA-seq分析唾液腺上皮细胞亚群

鉴定唾液腺上皮细胞亚群并确定CFTR的表达模式

使用Huang等(2021)的人唾液腺scRNA-seq数据(5例非SjS),通过PCA、UMAP、tSNE聚类,将腺上皮细胞分为7个亚群,包括浆液腺泡细胞、粘液腺泡细胞、肌上皮细胞、导管细胞和离子细胞,并利用Seurat确定各亚群标志基因。

2

RNA-seq差异表达分析

比较SjS患者与非SjS患者唇腺中CFTR基因表达水平

从GSE173808数据集提取20例非SjS和39例SjS患者唇腺的CFTR表达值,进行独立t检验(数据经log10转换)。

3

免疫荧光检测CFTR蛋白表达

验证SjS患者唇腺组织中CFTR蛋白水平的改变

对36例SjS和44例非SjS的唇腺组织切片进行免疫荧光染色,使用抗CFTR抗体,并用Image J分析平均光密度。

4

临床相关性分析

评估CFTR表达与SjS患者临床指标的关联

收集患者的临床和实验室数据(包括口干、唇腺浸润灶、自身抗体等),进行Spearman相关性分析。

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。

识别细胞亚群与标志基因
验证蛋白表达
验证组织病理
分析基因表达差异

产品清单

实验环节名称品牌货号
抗CFTR单克隆抗体SolarbioK008791P
Alexa Fluor标记二抗Invitrogen--
DAPI----
Leica DM2500显微镜Leica--
伊红溶液Baso--

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
样本采集
唇腺活检组织来自2017-2019年厦门大学附属第一医院,患者符合2016年ACR/EULAR标准,排除肿瘤、感染及其他风湿病;需要核对纳入和排除标准
阅读提示:Methods: Patients and controls
免疫荧光
一抗(Anti-CFTR)浓度和孵育条件;二抗(Alexa Fluor)稀释度;DAPI染色;显微镜型号;图像分析软件
阅读提示:Methods: Immunofluorescence with labial gland tissue slides; Figure 2 legend
scRNA-seq分析
数据来源(Huang et al. 2021);聚类参数(前20个PC,分辨率0.5);分析工具(Seurat)
阅读提示:Methods: scRNA-seq analysis
RNA-seq差异表达分析
数据集GSE173808;样本分组(非SjS n=20,SjS n=39);统计方法(独立t检验,log10转换);CFTR表达值(对照组均值3.578±0.170,SjS组3.432±0.220)
阅读提示:Methods: Salivary gland transcriptomic dataset and differential expression analysis; Results: Patients with SjS had downregulated CFTR gene expression; Supplementary Table 1
临床相关性分析
临床变量(口干、浸润灶、自身抗体等)定义和检测方法;Spearman相关系数;样本量(非SjS n=44,SjS n=36)
阅读提示:Methods: Statistical analysis; Table 2; Figure 3 legend