人腺样体单细胞转录组分析揭示气道微皱褶细胞(M细胞)的分子特征与免疫调控新机制

本研究通过单核RNA测序(snRNA-seq)技术解析人腺样体细胞的分子特征，首次系统鉴定了26种细胞类型及其发育轨迹，发现气道M细胞源自club细胞前体并表达独特基因标记，同时鉴定出具有干扰素刺激基因特征的新型上皮细胞。研究成果为理解黏膜免疫应答及病原体-气道黏膜早期互作提供了重要资源，对黏膜疫苗开发具有指导意义。

呼吸道作为人体与外界环境交互的第一道防线，其黏膜免疫机制一直是感染免疫学研究的热点。在众多呼吸道病原体中，结核分枝杆菌(Mtb)、SARS-CoV-2和流感病毒等均通过黏膜表面入侵人体。虽然黏膜组织既是病原体入侵的门户也是防御屏障，但关于其关键免疫细胞——微皱褶细胞(Microfold cells, M cells)在人类气道中的发育和功能机制仍存在巨大知识空白。M细胞作为黏膜相关淋巴组织(MALT)中的特殊上皮细胞，在肠道免疫中已被广泛研究，然而其在人类气道中的分子特征和发育轨迹却鲜为人知。

为填补这一空白，来自德克萨斯大学西南医学中心(University of Texas Southwestern Medical Center)的研究团队开展了开创性工作。研究人员采用单核RNA测序(snRNA-seq)技术对6例择期腺样体切除术患者的组织样本进行高分辨率解析，绘制了包含26种独特细胞类型的人腺样体细胞图谱，相关成果发表在《Mucosal Immunology》期刊。

研究采用的关键技术包括：单核RNA测序技术解析16,779个细胞核的转录组；Monocle 3软件进行细胞轨迹分析；CellChat算法预测细胞间通讯；免疫荧光验证新型细胞标记物表达；DAVID数据库进行通路富集分析。所有样本均来自2-14岁儿童腺样体切除术患者，术前均排除COVID-19和流感感染。

研究结果部分，"人腺样体的细胞组成"显示腺样体包含三大细胞谱系：造血系(11,514个核)、基底/丘状系(2,796个核)和club系(2,469个核)。通过UMAP降维分析，造血系可进一步分为15个免疫相关亚群，包括B细胞、T细胞、NK细胞等，其比例分布与既往研究一致。

"基底/丘状系细胞群的特征"部分发现，基底细胞可分化产生神经内分泌细胞、簇状细胞和丘状细胞。值得注意的是，研究鉴定出一类新型"未知细胞类型"(UCT)，其表达干扰素刺激基因(ISGs)特征性标记如IFIT2、IFIT3和DDX58。免疫荧光证实这类细胞存在于4例独立供体样本中，研究人员建议命名为"Waldeyer环干扰素刺激群体"(WISP细胞)。

"club系细胞群的特征"揭示了M细胞的两阶段发育过程：从club细胞前体分化为未成熟M细胞，再成熟为功能M细胞。轨迹分析显示成熟M细胞表达独特基因标记，包括CEMIP、MYBPC1等。与肠道M细胞不同，腺样体M细胞中传统标记物GP2和TNFRSF11A(RANK)表达水平极低。

"人腺样体M细胞的表征"部分通过免疫共定位证实，成熟M细胞共表达CEMIP与经典标记物TNFAIP2和NKM 16-2-4。细胞互作分析预测PTPRM-PTPRM同源互作是成熟M细胞与基底细胞、神经内分泌细胞等互作的主要机制，而PTPRC-CD22介导未成熟M细胞与B细胞的互作。

研究结论部分指出，这项工作首次系统描绘了人腺样体单细胞转录图谱，揭示气道M细胞具有与肠道M细胞不同的分子特征。发现的新型WISP细胞可能在上呼吸道抗病毒免疫中发挥关键作用。研究建立的细胞互作网络为理解黏膜免疫启动机制提供了新视角，鉴定出的M细胞特异性标记物如CEMIP为靶向M细胞的疫苗设计提供了潜在靶点。

该研究的创新性体现在三个方面：技术层面，首次应用snRNA-seq全面解析人腺样体细胞组成；发现层面，鉴定出具有干扰素特征的新型上皮细胞群；应用层面，揭示的气道M细胞特征为黏膜疫苗开发提供了理论依据。这些发现不仅深化了对呼吸道黏膜免疫的理解，也为防治结核病等呼吸道感染提供了新思路。