间歇性缺氧诱导肺重塑的单细胞图谱：SP1转录因子的核心调控作用与治疗意义

《Respiratory Research》：Single-cell landscape of mouse lungs exposed to intermittent hypoxia

本研究针对阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（OSAHS）特征性间歇性缺氧（IH）诱导肺重塑的细胞分子机制不清问题，通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术解析小鼠肺组织细胞异质性，发现SP1作为核心转录因子协调调控纤维化、炎症及血管重塑通路，并经抑制剂plicamycin验证其治疗潜力，为OSAHS相关肺损伤提供了新机制见解和治疗策略。

　　

当我们进入梦乡时，呼吸的节律本该平稳而规律，但对于全球近9.36亿阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（OSAHS）患者而言，睡眠却成了一场反复上演的呼吸挣扎。这种疾病以间歇性缺氧（IH）为核心特征，不仅导致白天嗜睡，更可怕的是会引发心血管疾病、代谢异常等多系统并发症。最直接承受IH冲击的肺部，其组织重塑机制却始终笼罩在迷雾中——传统的组织学研究难以揭示微观环境中细胞间的复杂对话，而针对单一细胞类型的功能分析又无法捕捉整体网络动态。

正是在这样的背景下，郑鹏斗等研究人员在《Respiratory Research》上发表了开创性研究，他们首次采用单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术绘制了IH暴露下小鼠肺组织的高分辨率细胞图谱。这项研究不仅揭示了肺组织中不同细胞群体对缺氧的应答特征，更发现了转录因子SP1作为调控中枢的关键作用，为理解OSAHS相关肺并发症提供了全新视角。

研究人员主要运用了以下关键技术：从GEO数据库获取小鼠肺组织scRNA-seq数据（GSE145435）并进行质控分析；建立C57BL/6J小鼠IH模型（每日8小时，42天）；通过单细胞聚类、拟时序分析和细胞互作网络解析细胞异质性；采用免疫组化、免疫荧光、Western blot等技术验证关键分子表达；使用SP1抑制剂plicamycin进行干预治疗评估。

IH加剧小鼠肺重塑

通过组织病理学分析发现，与对照组相比，IH暴露42天的小鼠肺组织出现显著炎症细胞浸润、黏液分泌增多和胶原沉积增加。Phalloidin染色显示细胞骨架重塑增强，免疫组化进一步证实Cd11b、髓过氧化物酶（MPO）、Cd68等免疫细胞标志物表达上调，提示IH促进免疫细胞浸润。Cd31表达增加表明肺血管重塑活跃，这些变化共同构成IH诱导肺重塑的病理基础。

构建IH暴露小鼠肺单细胞转录组图谱

研究人员对3只IH模型鼠和3只对照鼠的肺组织scRNA-seq数据进行分析，最终纳入48,272个高质量细胞。通过t-SNE聚类鉴定出12种主要细胞类型，包括肺泡上皮细胞（AT1、AT2）、巨噬细胞/单核细胞、成纤维细胞、内皮细胞等。细胞比例分析显示IH组内皮细胞比例显著增加，巨噬细胞变化最为明显，成纤维细胞聚集增多，这与肺纤维化进程密切相关。

IH暴露小鼠肺成纤维细胞特征

成纤维细胞亚群分析揭示4个功能 distinct 的亚型：表达Acta2的肌样成纤维细胞（F1）、Tcf21阳性的血管成纤维细胞（F2）、增殖性成纤维细胞（F3）和Dcn+的基质成纤维细胞（F4）。拟时序分析显示F4主要出现在中间阶段，F3富集于晚期，这解释了OSAHS患者中高血压和肺纤维化发生率较高的现象。转录因子调控网络分析发现SP1在F2和F4中起主要调控作用，而F1主要受血清反应因子（Srf）调控。

单核细胞/巨噬细胞特征

单核细胞和巨噬细胞被分为14个簇，进一步归类为4个亚型：巨噬细胞亚型1（MΦ1）、单核细胞亚型1（M1，对应非经典单核细胞）、巨噬细胞亚型2（MΦ2）和单核细胞亚型2（M2，对应经典单核细胞）。IH暴露后M1比例下降而MΦ1显著增加，拟时序分析表明单核细胞向MΦ1分化增强。MΦ1特征性高表达IL-18，且PPAR信号通路显著富集，提示代谢重编程在IH诱导巨噬细胞极化中的关键作用。

T细胞特征

T细胞分析鉴定出5个亚型：耗竭CD8+ T细胞（T1）、记忆CD8+ T细胞（T2）、CD4+ Th2细胞（T3）、效应记忆T细胞（T4）和调节性T细胞（Tregs，T5）。IH暴露后记忆T细胞减少而Th2细胞增加，SP1被鉴定为T3特征基因的关键调控因子。T3细胞炎症评分最高，其活化可能加剧晚期IH肺炎症。

内皮细胞特征

内皮细胞分为5个亚型：endo1、endo2、endo3（静脉内皮）、endo4和endo5（淋巴内皮）。endo2最为富集，IH暴露后endo1-endo3比例增加。KEGG分析显示各亚型功能特异：endo1富集核糖体和氧化磷酸化，endo2与抗原呈递和流体剪切应力相关，endo5则与铁死亡和自噬通路相关。

细胞间相互作用分析

细胞互作分析显示endo2与MΦ1、M2间存在强烈相互作用，其中Ccl6-Ccr2轴互作强度最为显著。免疫组化证实IH组肺组织Ccr2表达上调，提示Ccr2在IH病理中起重要作用。

SP1干预对IH暴露小鼠肺组织的影响

SP1在IH组肺组织中表达显著上调，而SP1抑制剂plicamycin治疗可部分逆转这一现象。组织学分析显示plicamycin减轻IH诱导的肺炎症、黏液分泌和胶原沉积，肺羟脯氨酸含量测量也表明纤维化程度有所改善。PCR分析进一步证实plicamycin降低Fizz1、Ym1、IL-6、α-SMA等炎症纤维化相关基因表达。

这项研究通过单细胞分辨率系统解析了IH诱导肺重塑的细胞分子机制，发现SP1作为核心调控节点协调纤维化、炎症和血管重塑进程。研究不仅深化了对OSAHS肺并发症机制的理解，更通过药理干预验证了SP1抑制的治疗潜力，为开发针对缺氧性肺损伤的新疗法提供了重要理论依据。尽管存在物种差异和技术局限性，这项研究无疑为呼吸医学领域贡献了宝贵的资源数据和创新视角。