基因编辑猪心脏的单细胞转录组图谱揭示异种移植的细胞基础

《Xenotransplantation》：Cellular Landscapes of Different Gene-Edited Pig Hearts Associated With Cardiac Xenotransplantation

本研究针对基因编辑对供体器官影响机制不清的问题，通过单细胞/单核RNA测序技术解析野生型、GTKO及3GE（GTKO·hCD46·hTBM）基因编辑猪心脏的细胞图谱，发现3GE猪心脏存在更显著的转录组重塑，揭示了参与免疫排斥和心肌肥大的关键细胞亚群，为复杂基因修饰供体猪的评估建立了转录组学范式。

　　

在心脏异种移植领域，基因编辑猪现已成为最理想的供体来源。尽管基因编辑技术显著提升了供受体间的相容性，但编辑操作对供体器官本身的影响以及不同基因编辑猪心脏的完整细胞图谱仍属未知。本研究联合运用单核RNA测序（snRNA-seq）与单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术，系统描绘了野生型（WT）、α1,3-半乳糖基转移酶基因敲除（GTKO）以及三重基因编辑（3GE: GTKO·hCD46·hTBM）猪心脏的心肌细胞与非心肌细胞图谱。研究团队成功鉴定出七大主要细胞类型：心肌细胞、成纤维细胞、内皮细胞、平滑肌细胞、巨噬细胞、T淋巴细胞以及周细胞。整合分析显示，与GTKO猪相比，3GE猪心脏呈现出更为深刻的转录组水平改变。研究进一步揭示了心肌细胞与非心肌细胞内部的异质性，并通过病理染色验证了关键测序结果。细胞间相互作用分析确立了心肌细胞与成纤维细胞在细胞通讯网络中的核心地位，同时勾勒出各基因型特有的互作模式。研究还对比了猪与正常人心脏在转录组层面的差异。这些数据揭示了在心脏异种移植中可能参与免疫排斥反应与心肌肥大的关键细胞亚群。该研究为应用转录组学分析评估遗传修饰日益复杂的供体猪提供了方法论基础，实现了对转基因表达的无偏记录以及对多基因工程内源性心脏基因表达影响的客观评估。