持续性和进行性急性肺同种异体移植物功能障碍与小气道的细胞组成和转录变化相关

Persistent and progressive acute lung allograft dysfunction is linked to cell compositional and transcriptional changes in small airways

作者信息Elsa Brunet-Ratnasingham, Shivaram Yellamilli, Ruyin Guo, Rashmi Prava Mohanty, Allen Duong, Nicholas A Kolaitis, Steven R Hays, Rupal J Shah, Aida Venado, Julia A Maheshwari, Mary Ellen Kleinhenz, Lorriana E Leard, John McDyer, Tereza Martinu, Alexis J Combes, Daniel R Calabrese, Jonathan P Singer, John R Greenland
PMID40293382
发布时间2025-09
DOI10.1016/j.healun.2025.03.010

实验完整度

研究包含前瞻性队列、单细胞RNA测序、细胞组成分析、通路分析及体外机制探讨,但样本量小,缺乏功能实验和体内验证。

主要模型

小气道刷检细胞 肺移植受者(ALAD和对照)

重点核对

ALAD结局分组(对照组、恢复、持续、进行) 单细胞RNA测序数据处理流程(Cell Ranger、SoupX、DoubletFinder、Seurat) AI2评分的细胞类型来源,尤其上皮细胞 细胞组成变化与ALAD结局的关联

摘要

背景:急性肺同种异体移植物功能障碍(ALAD)是一种FEV1下降的临床综合征,与慢性肺同种异体移植物功能障碍(CLAD)的发生有关。需要新的诊断工具来识别那些将从ALAD进展为CLAD的患者,并针对性地进行治疗。我们假设进行性ALAD与小气道细胞组成和细胞特异性转录的变化有关。方法:我们前瞻性地识别了患有未分化ALAD的受者和具有稳定移植物功能的对照者,进行小气道刷检和单细胞RNA测序分析。ALAD结局组分为1)对照组(N=8),或ALAD伴2)恢复(N=4),3)持续(N=5),或4)进行性(N=3)FEV1下降。评估了细胞组成变化、伪批量Reactome通路以及先前与气道刷检转录组中CLAD相关的AI2评分与ALAD结局组的关系。结果:在68140个细胞中,细胞组成的分布与ALAD结局组相关(PERMANOVA,P=0.004)。较差的ALAD结局与基底细胞丢失、club细胞和纤毛细胞亚群变化、巨噬细胞丢失以及细胞毒性T细胞扩增相关。AI2基因评分与ALAD结局组呈正相关,尤其是在上皮细胞亚群中(P<0.001)。通路分析显示上皮细胞中干扰素信号增强和细胞增殖抑制。结论:在这项初步研究中,持续性和进行性ALAD与细支气管细胞组成和转录程序的变化相关。分子表型分析可能有助于识别和表征具有进展风险的ALAD患者。关键词:急性肺同种异体移植物功能障碍,肺移植,单细胞RNA测序,小气道细胞,上皮

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
ALAD的亚型(持续性和进行性)是否与小气道细胞组成和转录变化相关,以及这些变化是否可用于识别进展风险。
核心机制
进行性ALAD与基底细胞和club细胞亚群丢失、巨噬细胞减少、细胞毒性T细胞扩增、上皮细胞干扰素信号增强和增殖抑制相关。
主要证据
对20名受者68140个小气道刷检细胞进行单细胞RNA测序,发现细胞组成与ALAD结局分组相关,AI2评分在上皮细胞亚群中随结局恶化而增加。
研究意义
研究提示分子表型分析可能有助于识别和表征具有进展风险的ALAD患者,为早期干预提供靶点。

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

受者筛选与队列建立

识别ALAD患者和稳定对照者,并进行前瞻性分组。

通过FEV1自动算法和病历审查筛选肺移植受者,分为对照组、恢复组、持续组和进行组。

2

小气道刷检与单细胞RNA测序

获取小气道细胞并进行转录组分析。

在支气管镜检查中,用细胞刷收集小气道细胞,进行10x单细胞RNA测序。

3

细胞组成分析

比较不同ALAD结局组的细胞比例差异。

通过对单细胞数据聚类,鉴定细胞亚型,并比较各组细胞比例。

4

AI2评分评估

评估CLAD相关基因表达是否随ALAD结局改变。

计算每个细胞的AI2评分,并比较不同ALAD结局组的表达差异。

5

通路富集分析

识别与ALAD结局相关的信号通路。

使用Reactome通路数据库对差异表达基因进行富集分析。

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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Conmed细胞刷Conmed129
10x Chromium控制器10x Genomics--
NovaSeq 6000测序仪Illumina--

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
受者筛选
ALAD分组标准:FEV1下降程度、临床记录、排除标准;对照标准FEV1 >95%基线
阅读提示:Methods: Study Design
单细胞RNA测序
细胞分离和上样条件,测序平台和深度
阅读提示:Methods: Airway brush single cell RNA sequencing
数据分析
数据处理软件版本、聚类参数、AI2评分计算方法和统计模型
阅读提示:Methods: Single cell RNA Seq data analysis and Statistical analyses