大规模转录组数据和单细胞测序数据揭示了辐射诱导的肺损伤中的关键程序性细胞死亡模式：NETosis（ NETosis是一种细胞死亡类型）与巨噬细胞反应之间的相互作用

《The FASEB Journal》：Bulk Transcriptome and Single-Cell Sequencing Datasets Reveal Key Programmed Cell Death Patterns in Radiation-Induced Lung Injury: Crosstalk Between NETosis and Macrophages' Responses

NETosis是辐射性肺损伤中程序性死亡的关键亚型，通过整合多组学数据发现其与巨噬细胞M2极化及中性粒细胞活化相关，受Mafg、Mxd4等转录因子调控，并激活MAPK、IL-17等信号通路。

　　

摘要

程序性细胞死亡（Programmed Cell Death, PCD）与辐射诱导的肺损伤（Radiation-Induced Lung Injury, RILI）的发展和进展有关。然而，与RILI最相关的具体PCD亚型仍不清楚。我们整合了来自肺组织的大规模转录组数据集（GSE25295、GSE41789）和单细胞RNA测序数据集（GSE211713），以分析RILI中特定细胞类型的PCD模式。使用limma处理大规模数据，使用Seurat处理单细胞RNA测序数据，识别差异表达基因（Differential Expressed Genes, DEGs）。基于经过整理的基因集提取了与PCD相关的DEGs，并进行了功能富集分析。通过CellChat评估细胞间通讯，使用RcisTarget和AUCell构建转录因子（Transcription Factor, TF）调控网络。大规模转录组分析显示，有465个基因在炎症和免疫通路中表达增加。在多种PCD亚型中，NETosis（一种由中性粒细胞驱动的特异性PCD形式，其特征是释放由DNA和颗粒蛋白组成的中性粒细胞胞外陷阱NETs）在受辐射的肺组织中表达显著增强（FDR < 0.05）。中性粒细胞的NETosis评分最高，同时伴有MAPK、IL-17、TNF和TLR信号通路的激活。CellChat分析显示，中性粒细胞与AM1/IM1细胞通过SPP1–CD44、ANXA1–FPR和CCL/CXCL信号通路存在增强的双向通讯。NETosis与M2型巨噬细胞极化密切相关，关键转录因子（Mafg、Mxd4、Klf4、Max、Cux1和Irf9）被确定为驱动M2型巨噬细胞极化和中性粒细胞激活的上游调控因子。我们的发现强调了NETosis的作用，这种作用通过增强的中性粒细胞-巨噬细胞相互作用和转录因子驱动的免疫极化实现。

图形摘要

图形摘要展示了辐射诱导肺损伤中大规模和单细胞RNA测序数据集的整合分析。它展示了细胞注释、NETosis评分以及差异表达基因的识别，随后进行了富集和免疫浸润分析。评估了主要的程序性细胞死亡模式，强调了NETosis是最相关的PCD模式。CellChat和转录因子网络分析揭示了调控中性粒细胞-巨噬细胞相互作用的信号和转录因子，共同表明NETosis是RILI发病机制中的关键机制。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

所有数据和代码均可在公共仓库获取：https://github.com/xia-lab11/radiation-induced-lung-injury。