scRNA-seq和Bulk RNA-seq联合分析揭示MTRNR2L1介导COPD进展中PANoptosis下调

摘要

目的：探讨慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease,COPD）发展过程中MT-RNR2样蛋白1（MT-RNR2 like protein 1,MTRNR2L1）介导的泛凋亡（PANoptosis）调控机制，为寻找COPD发病机制提供新思路。方法：通过基因表达综合数据库（Gene Expression Omnibus,GEO）中COPD患者的批量RNA测序（Bulk RNA sequencing,Bulk RNA-seq）数据和单细胞RNA测序（single cell RNA sequencing,sc RNA-Seq）数据探究COPD患者肺组织中细胞构成，并分析细胞参与疾病发生的相关通路。在烟雾/脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）暴露的小鼠中模拟PANoptosis，评估MTRNR2L1和PANoptosis蛋白表达情况，明确其在COPD发生发展中的作用。结果：Bulk RNA-seq显示COPD患者T细胞反应相关基因的表达变化。sc RNA-Seq证实与对照组相比，COPD组的CD8⁺T细胞数减少，上皮细胞数增加；MTRNR2L1在COPD患者的免疫细胞和上皮细胞中表达水平上调；COPD患者肺组织、CD8⁺T细胞和上皮细胞中的PANoptosis相关基因表达水平降低。暴露于烟雾/LPS的小鼠肺表现出肺泡损伤、PANoptosis蛋白表达上调，MTRNR2L1过表达显著抑制细胞PANoptosis并下调ZBP1、Caspase-3、GSDMD和MLKL的水平。结论：CD8⁺T细胞与上皮细胞的差异表达基因分别在泛凋亡相关通路富集，提示PANoptosis参与COPD的发生发展，COPD发病过程中PANoptosis与PANoptosis蛋白表达增高相关，MTRNR2L1对PANoptosis有抑制作用，调节PANoptosis可能为减轻肺损伤和改善肺通气功能提供新的治疗机会。

关键词

慢性阻塞性肺疾病 / 肺损伤 / PANoptosis / 单细胞RNA测序 / 批量RNA测序

基金资助

唐山市人才资助项目（C202303026）