树突状细胞亚群介导系统性红斑狼疮和狼疮肾炎的程序性细胞死亡模式失衡（英文）

摘要

目的：免疫细胞的异常程序性死亡与自身免疫性疾病相关，但系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus,SLE)，尤其是狼疮肾炎(lupus nephritis,LN)的程序性死亡模式尚不清楚。本研究旨在探究SLE和LN与免疫细胞死亡模式的关联。方法：在高通量基因表达(Gene Expression Omnibus,GEO)数据库中下载批量RNA测序(bulk RNA sequencing,bulk RNA-seq)和单细胞RNA测序(single-cell RNA sequencing,scRNA-seq)数据，通过生物信息学分析探究SLE患者外周血单个核细胞中3种细胞死亡模式相关基因的表达水平；通过scRNA-seq确定参与细胞死亡模式失衡的关键细胞亚群；采用免疫荧光法检测树突状细胞(dendritic cell,DC)中受体相互作用丝氨酸/苏氨酸激酶3(receptor interacting serine/threonine kinase 3,RIPK3)、混合谱系激酶结构域样蛋白(mixed-lineage kinase domainlike protein、MLKL)、磷酸化MLKL(phosphorylated MLKL,pMLKL)、含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶1(caspase1、 CASP1)、 CD1c分子(CD1cmolecule、 CD1C)、含C型凝集素结构域9A(C-typelectindomaincontaining9A、CLEC9A)和X-C基序趋化因子受体1(X-C motif chemokine receptor 1,XCR1)的表达水平；对中南大学湘雅三医院收集的LN患者和健康对照者(healthy control,HC)的肾组织进行scRNA-seq，并通过生物信息学分析参与细胞死亡模式失衡的关键细胞亚群；采用拟时序分析和配受体分析探究不同DC亚群的分化方向和细胞通信。采用瞬时转染技术分别在RAW264.7细胞中转染空质粒、空质粒+dsDNA(HSV-DNA)、空质粒+200μmol/L叔丁基过氧化氢(tert-butylhydroperoxide,TBHP)、STING shRNA质粒、STING shRNA质粒+dsDNA(HSV-DNA)、STING shRNA质粒+200μmol/L TBHP；采用Annexin V-mCherry和SYTOX Green染色检测各组细胞死亡情况；蛋白质印迹法检测各组CASP1、消皮素D(gasdermin D,GSDMD)、RIPK3和MLKL的活化情况。结果：生物信息学分析显示SLE和LN患者存在3种细胞死亡模式的失衡：促炎型细胞焦亡和坏死性凋亡被激活，抗炎型细胞凋亡被抑制。其中的关键细胞亚群为DC亚群，并聚焦于CLEC9A+cDC1。免疫荧光法结果显示在外周血中SLE组DC中RIPK3、MLKL和CASP1表达水平较HC组DC升高；通过CLEC9A和XCR1标记肾组织中的c DC1，结果显示LN组cDC1的pMLKL和CASP1表达水平高于HC组。拟时序分析和配受体分析提示LN肾组织中CLEC9A+cDC1亚群存在外周循环起源。Annexin V-mCherry和SYTOX Green染色结果显示，在RAW264.7细胞中，与转染空质粒组相比，转染STING shRNA质粒组的死亡细胞数目减少；蛋白质印迹法结果显示与转染空质粒组相比，转染STING shRNA质粒组CASP1、GSDMD、RIPK3和MLKL的活化减少。结论：本研究为CLEC9A+cDC1在SLE和LN的细胞死亡模式失衡中的作用提供了新的思路。

关键词

细胞死亡失衡 / 树突状细胞 / 系统性红斑狼疮 / 狼疮肾炎 / 单细胞RNA测序