【ARM-498】むちむちタイトミニと極エロS字ライン 2 AIKA 文件解读｜妊妇外周血单核细胞的单细胞图谱

期刊：Clinical and translational medicine

影响因子：7.9

伯豪时刻业绩：scRNA-seq

孕珠时期母婴相互作用会使母体发生巧妙变化，可能体现时外周血单核细胞(PBMC)的状况中，但现时尚未构建出妊妇的PBMC图谱。母体免疫系统的稳态对妊娠得胜至关蹙迫，免疫机制失调会导致各式妊娠干系病理，早期捕捉这些变化对风险运筹帷幄和气解很蹙迫。诚然对于胎儿母体免疫允洽的机制已有世俗盘问，但大多鸠合在局部界面，且可能无法准确响应总共这个词妊娠时期免疫系统的变化。有笔据标明妊娠会跟随母体全身轮回免疫系统的转换，而细胞组学和单细胞转录组学有助于捕捉这些免疫允洽的复杂性，但对PBMC中细胞相互作用和机制的详实分解仍缺少。本盘问应用单细胞RNA测序对来自136名妊妇(妊娠6至40周)和对照组的PBMC进行分析，缔造转录组时钟来运筹帷幄时常妊娠的孕周。细目了孕珠时期外周免疫细胞表型的重构，包括打扰素刺激基因上调、RNA剪接干系通路激活以及细胞亚群免疫活性的变化。

主要时刻

scRNA-seq

盘问效用

1. PBMCs样本荟萃及细胞类型的断然

为了赢得妊娠时期 PBMC 的转录动态，盘问东说念主员荟萃了妊娠第6周 (GW6) 至 GW40的131个PBMC样本(分为妊娠早期、中期、晚期)和5个非妊娠样本行为对照组(图1 A)。过滤后共保留了198，356个细胞，根据marker基因将这些细胞被注目为NK、单核细胞、DC细胞等共18种主要细胞类型(图1B-D)。

图1

盘问东说念主员设想了不同妊娠期和不同妊娠周数各细胞类型的百分比。效用发现，除单核细胞、增殖性T细胞和浆细胞外，大多半免疫细胞类型在妊娠四个阶段之间莫得显贵相反。从妊娠前三个月运转，单核细胞在妊娠时期显贵增多。除了增殖性T细胞在妊娠时期比非妊娠时显贵增多外，大多半淋巴细胞在妊娠时期的百分比莫得显贵相反。真实总共B细胞亚型在妊娠时期齐会减少，但莫得显贵相反。浆细胞在娠前期和中期渐渐增多，在妊娠晚期减少(图 2A-C)。

图2

3. 先天免疫细胞中打扰素反应增强

为了解妊娠进展中母体体轮回中先天免疫细胞的动态变化，盘问东说念主员盘问了妊娠三个时刻和非妊娠状况下 NK(NK 和 NK_CD56-bright)细胞的相反。与非妊娠期比较，NK(NK 和 NK_CD56-bright)细胞中上调的DEG参与了妊娠三个时刻的生物学历程，包括 IFN 和病毒反应(图3A)。GO分析露馅，NK细胞中上调的基因在妊娠晚期对病毒的谨防反应中富集，对细胞因子产生的正向调控(图3B)。为推断每个细胞中基因集的抒发水平，盘问东说念主员进行了特征分组和端正特征接纳，并通过设想赢得基因集得分。通过细目NK/NK_CD56 - bright细胞中两个蹙迫GO通路的活性，发现这两个免疫反应的抒发得分在妊娠时期显贵增多，且随妊娠进展而升高，这标明对IFN和病毒的增强反应是全局增强的效用，而非局限于特定基因(图3C)。此外，20个IFN刺激基因(ISG)与妊娠周呈显贵正干系(图3E )。STAT1和IRF9在妊娠时期渐渐增多(图3F)。ISG评分在妊娠时期也露馅出渐渐增多(图3D)。这些效用标明，STAT1可能在妊娠时期激活NK/NK_CD56-bright细胞对IFN的免疫反应中发扬蹙迫作用。

还断然了妊娠和非妊娠时期单核细胞中的DEG(图3G)。大多半显贵的DEG在妊娠时期减少，而且与细胞趋化因子和细胞活化信号通路的正向调度联系(图3H)。参与这两种功能的DEG在妊娠时期显贵减少(图3F)。进一步评估这两条GO通路(细胞趋化因子和细胞活化的正向调度)的抒发水平，与非妊娠比较，这两条通路的活性在妊娠的三个时刻均显贵裁减(图3I)，细胞活化正向调度干系的基因IL1B、CD83、NFKBIZ在孕珠时期有所减少(图3J-K)。ISG评分和I型IFN反应的免疫评分在早期达到峰值，在晚期明显下跌(图3L-M)。这些效用标明，免疫扼制在孕珠时期会增多，尤其是在第九周之后。

图3

4. 妊娠期T细胞亚群的脾气

盘问东说念主员进一步探索T细胞在妊娠前/中/晚期与非妊娠期转录组抒发形状。效用标明，下调的DEG 主要参与妊娠时期细胞活化、T细胞活化、免疫反应激活信号转导的正向调控，而上调的DEG主要参与IFN反应、病毒反应、细胞因子产生和 RNA 剪接干系通路(图4A)。为深化了解T细胞在妊娠各阶段的激活状况、RNA剪接等反应，盘问东说念主员评估了T细胞中六个蹙迫GO通路的抒发水平，效用标明T细胞中的TCR信号通路和T细胞激活通路得分在妊娠时期显贵下调(图4B-C)。对T细胞进行细胞毒性和耗竭评分，效用发现，与妊娠前比较，大多半T细胞亚群在妊娠时期的细胞毒性评分较低，但耗竭评分较高(图4D-E)。这些效用标明，T细胞活性在总共这个词妊娠时期显贵迁延，但从早期到晚期略有增强。

与非妊娠期比较，妊娠时期IFN和病毒反应显贵增多，而且跟着妊娠进展而增多(图4F -G)。盘问东说念主员断然出28个ISG，其T细胞与妊娠周数呈正干系(图4J)。因此，暗网人兽比较T细胞各亚群在妊娠不同阶段与非妊娠时干系受体和分子的抒发水平，发现TCRs、CD3干系卵白、共刺激受体以及LCK和CD45在妊娠时期的T细胞亚群中均显贵下调(图4K -L)。接纳性剪接在督察外周免疫系统中T细胞和B细胞的稳态中起着蹙迫作用。盘问还不雅察到，在总共这个词妊娠时期，T细胞亚群中的RNA剪接和通过剪接体的接纳性mRNA剪接通路显贵上调，但跟着妊娠进展，通路得分渐渐裁减(图4H - 4I)。此外，编码参与接纳性剪接的RNA琢磨卵白的HNRNPL在T细胞中过抒发，尤其是在妊娠早期，这标明接纳性mRNA剪接可能在调度妊娠时期T细胞活性中起蹙迫作用(图4M)。

图4

5. 妊娠时期B细胞活性的迁延

妊娠也与B细胞亚群的变化联系，与非妊娠期比较，妊娠期女性外周血中下调的DEG多与B细胞功颖慧系，在“B细胞受体信号通路”和“B细胞活化”两个功能上富集(图5A-B)。此外，好多与“信号转导通路”、“B 细胞活化”和“免疫反应”干系的基因(MS4A1、CD79B、BLNK等)在总共这个词妊娠时期显贵下调(图5C -D)。盘问东说念主员进一步评估了两个蹙迫GO通路(B细胞受体信号通路和B细胞激活)的抒发水平(图5E-F)，发现与对照组比较，妊娠时期通路得分显贵裁减。在妊娠早期 - 中期，B细胞和浆细胞中RNA剪接和通过剪接体的接纳性mRNA剪接通路得分显贵升高(图5G-H)，操心B细胞中HNRNPL的抒发也升高(图5I)，这标明接纳性剪接的上调可能有助于扼制B细胞的活性。

图5

6.疫细胞间通讯的举座比较分析

接下来，盘问东说念主员进行了细胞通讯分析，效用露馅妊娠时期细胞相互作用数目和强度彰着裁减，信号传导和免疫活动干系通路(如SELPLG、GALECTIN、MHC-II、MHC-I 等)显贵下调(图6A)。还细目了 11 种参与免疫细胞通讯的特定配体/受体对在妊娠时期显贵裁减，如与T细胞信号干系的配体/受体对(HLA-DRB1/CD4、HLA-DRA/CD4、HLA-DRB5/CD4)。值得考究的是，CD45/CD22 在多种细胞相互作用中(如B-B、CD4T-B、CD8T-B、NKT-B等)下调迥殊显贵。CD22是B细胞名义的扼制性提拔受体，可扼制B细胞受体相似的信号传导，CD45 可逆转这种扼制，以督察B细胞抗原受体信号传导。这标明妊娠时期B细胞信号迁延与 CD45/CD22 相互作用迁延联系。此外，单核细胞是端正TNF信号的主要影响者，TNF/TNFRSF1B 在妊娠时期显贵裁减，这可能导致妊娠时期单核细胞功能阻碍(图6B)。细胞通讯分析强调，细胞信号通路和免疫细胞相互作用在妊娠时期迁延，免疫细胞之间的相互作用复杂且冗。

图 6

7. 机器学习识别时常妊娠的转录组时钟

盘问东说念主员应用scRNA-seq 数据缔造转录组时钟来运筹帷幄时常妊娠的孕周(图7A)。经过摒除和插补，从131名样本的18种细胞类型中赢得了14 种，每种细胞类型生成伪细胞并进行数据分割，造成考试和寥寂测试数据集。通过LASSO考试了14个赶紧丛林追忆模子，并通过五折交叉考据细目最优超参数。然后，将最终考试的细胞类型特异性模子应用于寥寂测试数据集，得到运筹帷幄的孕周推断值，与孕早期超声效用比较，筛选出基于 CD8 + 痴钝 T 等细胞类型的前五个运筹帷幄模子(图7B-D)。评估模子在早、中、晚期妊娠的运筹帷幄才略，发现中期妊娠的运筹帷幄更准确，其中 CD4 + 和 CD8 + 痴钝T细胞在中期运筹帷幄才略最高(图7E)。之后，通过设想 SHAP 值搜检五个细胞类型特异性模子的特征蹙迫性，发现 STAT1 和 IGKC 在运筹帷幄孕周时在总共五个细胞类型中齐很蹙迫(图7F)。

图7

盘问论断

总的来说，该盘问得胜构建了涵盖总共这个词妊娠期的妊妇外周血单核细胞(PBMC)单细胞图谱，这对于增进对妊妇PBMC构成盘活的分解具有蹙迫道理。明确了在妊娠时期，外周免疫细胞表型发生了重构，具体体现为打扰素刺激基因的上调、RNA剪接干系通路的激活以及细胞亚群免疫活性的变化。也揭示了CD8 + 痴钝T、CD8 + 细胞毒性T、CD4 + 痴钝T、DNT和NK细胞类型在时常妊娠时期，尤其是在中期妊娠时，具备高精度运筹帷幄孕周的后劲。

参考文件：Chen D， Wang W【ARM-498】むちむちタイトミニと極エロS字ライン 2 AIKA， Wu L， Liang L， et al. Single-cell atlas of peripheral blood mononuclear cells from pregnant women. Clin Transl Med. 2022 May;12(5):e821. doi: 10.1002/ctm2.821. PMID: 35522918; PMCID: PMC9076016.