LILRA5+巨噬细胞驱动脓毒症早期氧化应激爆发：单细胞转录组图谱揭示治疗新靶点

这篇研究通过单细胞转录组（scRNA-seq）和高维加权基因共表达网络分析（hdWGCNA），首次揭示脓毒症早期LILRA5+巨噬细胞是氧化应激（OS）的核心驱动者。研究结合5种机器学习算法筛选出LILRA5、MGST1等关键基因，并通过CLP（盲肠结扎穿孔）和LPS（脂多糖）模型验证LILRA5对活性氧（ROS）的正向调控作用，为脓毒症免疫代谢干预提供新靶点。

　　

背景

脓毒症作为宿主对感染反应失调导致的致命综合征，其核心病理机制涉及氧化应激（OS）与免疫代谢紊乱。既往研究表明，OS相关生物标志物在脓毒症诊疗中具有潜力，但细胞特异性OS动态变化规律尚未阐明。

研究方法

研究整合GSE167363等单细胞数据集（总计103,851个细胞），通过AUCell等5种算法量化细胞OS活性，采用四分位法划分高/低OS状态细胞群。结合hdWGCNA与LASSO、随机森林（RF）等机器学习方法筛选枢纽基因，并通过CLP和LPS诱导的脓毒症小鼠模型及THP-1细胞系进行实验验证。

关键发现

1. 时空异质性特征：单细胞图谱显示脓毒症早期OS活性达峰值，巨噬细胞、中性粒细胞和树突状细胞（DCs）是OS最活跃的三大免疫细胞群。其中巨噬细胞在早期阶段OS评分显著高于其他时期（p<0.0001）。

2. 枢纽基因筛选：从807个OS相关基因中锁定LILRA5、MGST1、PLBD1和S100A9四个核心基因。这些基因在脓毒症患者外周血中表达显著上调（ROC曲线下面积AUC>0.98），且与OS评分呈强正相关（r>0.7）。

3. LILRA5⁺巨噬细胞特性：

   • 伪时序分析显示LILRA5在巨噬细胞分化早期高表达（CytoTRACE评分差异p<0.01）
   • 细胞互作分析揭示LILRA5⁺亚群通过MIF-(CD74⁺CXCR4)等信号通路增强免疫细胞间通讯
   • siRNA沉默LILRA5使THP-1细胞ROS水平降低40%（p<0.001）

机制与意义

该研究首次建立脓毒症OS活性的单细胞精确定量模型，证实LILRA5通过调控巨噬细胞早期ROS爆发参与宿主防御。Western blot显示LPS刺激后LILRA5蛋白表达增加2.3倍，提示其可作为脓毒症免疫代谢重编程的关键节点。

局限与展望

当前研究未区分病原体特异性（革兰氏阳性/阴性菌）对LILRA5表达的影响，且THP-1细胞系与原代巨噬细胞存在差异。未来需开展多中心临床样本验证，并开发靶向LILRA5的时空特异性调控策略。

结论

LILRA5⁺巨噬细胞是脓毒症早期OS风暴的"始动开关"，其调控机制为开发抗氧化-免疫协同治疗方案提供了新方向。