整合单细胞图谱揭示小鼠回肠营养代谢与上皮-免疫互作新机制

本综述通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）构建首个小鼠回肠整合图谱，揭示肠上皮细胞亚群在维生素（A、B12）和类胡萝卜素代谢中的特异性功能，发现非经典杯状细胞中Bco2-Il18共表达现象，并鉴定浆细胞样树突状细胞（pDC）为上皮-免疫互作的核心调控者，为克罗恩病和营养吸收障碍提供了新的分子机制见解。

Abstract

Background

回肠整合了营养吸收与黏膜免疫功能，但其细胞类型特异性功能仍不明确。上皮或免疫通路的紊乱会导致营养缺乏、克罗恩病和屏障完整性受损。单细胞RNA测序（scRNA-seq）提供了批量测序无法实现的分辨率，能够揭示上皮分化和免疫互作机制。

Objective

本研究旨在绘制回肠细胞异质性图谱，明确与健康和疾病相关的上皮分化、营养代谢程序及上皮-免疫相互作用。

Methods

对8周龄雄性C57BL/6J小鼠的回肠细胞进行scRNA-seq分析。使用Seurat进行基因表达和聚类分析，并应用伪时间轨迹、细胞间通讯和通路富集分析来表征肠道动态。

Results

共鉴定32,076个回肠细胞，包括6种上皮类型和多种免疫群体。肠上皮细胞亚群显示独特的营养相关功能：Ent_C1、C4、C7和C8富集维生素A吸收；Ent_C0、C1、C2和C7富集类胡萝卜素代谢；Ent_C1、C4、C7、C8和C9富集维生素B₁₂吸收。β-胡萝卜素加氧酶2（Bco2）与白细胞介素18（Il18）在肠细胞、干细胞和杯状细胞中广泛共表达，而非经典杯状细胞表现出高Bco2–Il18表达，同时具有脂肪酸代谢和应激反应特征。浆细胞样树突状细胞（pDC）被鉴定为免疫-上皮相互作用的核心调控者。

Conclusions

本研究提供首个小鼠回肠整合单细胞图谱，同时解析上皮和免疫细胞，揭示了与肠道健康和疾病相关的营养代谢程序及上皮-免疫互作机制。