单细胞转录组学揭示了小鼠在一次性臭氧暴露模型中的膜巨细胞特异反应

科学领域:

• 免疫学 免疫学 免疫学
• 环境健康 环境健康
• 毒理学 毒理学 毒理学

背景情况:

• 膜巨细胞 (AMs) 是肺部防御对臭氧 (O₃) 等吸入污染物的重要免疫细胞.
• 不同臭氧度对AMs的确切影响仍然不完全理解.

研究的目的:

• 调查臭氧暴露对AM转录组和功能的度依赖影响.
• 在单细胞分辨率下识别AM中由臭氧调节的特定分子通路和细胞过程.

主要方法:

• 成年雄性C57BL/6J小鼠被暴露在过空气中,1 ppm O₃,或1.5 ppm O₃3小时.
• 进行了肺清洗以收集膜巨细胞和中性粒细胞.
• 单细胞RNA测序 (scRNA-seq) 用于分析AM转录组形状和细胞异质性.

主要成果:

• 臭氧暴露增加了AM和中性粒细胞的招募,与高化学激素水平相关 (MIP-2,MCP-3,MCP-5).
• scRNA-seq揭示了AMs的显著转录组变化,在不同的臭氧度下观察到明显的路径丰富 (氧化酸化,EIF2信号,NF-kB信号).
• 像IL-10信号传递这样的特定途径在AMs中从1ppmO3暴露中得到丰富,而DNA损伤和修复途径在AMs中从1.5ppmO3暴露中得到独特的丰富. 臭氧暴露还诱导了巨细胞激活基因签名中的集群特异性变化,以及来自1.5ppm O₃组的AM中增加了与增殖相关的基因签名.

结论:

• 臭氧暴露会诱导大气管巨细胞转录组的显著,度依赖的变化.
• 这些转录组变化与AMs的功能调制有关,包括改变的免疫信号,DNA修复和增殖.
• 这些发现为复杂的肺免疫应对臭氧吸入的复杂肺免疫反应提供了单细胞分辨率见解.