单细胞eQTL解析揭示人类内源性逆转录病毒在自身免疫病中的细胞特异性遗传调控机制

研究人员针对人类内源性逆转录病毒(HERVs)在免疫调控中的机制空白，通过单细胞RNA测序分析981例PBMC样本，鉴定出41,460个表达HERV位点及3463个条件独立性eQTL，首次揭示HERV通过调控RNASET2等基因参与克罗恩病(CD)等自身免疫病的分子通路，为免疫疾病治疗提供新靶点。

　　

人类基因组中8%的序列由内源性逆转录病毒(HERV)构成，这些远古病毒残留物长期被视为"基因组垃圾"。然而近年研究发现，HERV在胎盘形成、干扰素应答等生理过程中发挥关键作用，其异常激活更与肿瘤、衰老和自身免疫病密切相关。但受限于技术手段，科学界对HERV在免疫系统中的精确调控机制及其疾病关联仍知之甚少，特别是缺乏细胞类型特异性的遗传调控证据。

浙江大学等机构的研究人员通过整合单细胞多组学技术，在《Nature Communications》发表突破性研究成果。研究团队开发了特异性HERV分析流程，利用来自981名健康供体的120万个PBMC单细胞数据，系统绘制了免疫细胞中HERV的表达图谱和遗传调控网络。研究首先建立HERV-基因联合参考基因组，采用唯一比对策略克服重复序列干扰，鉴定出41,460个独立表达的HERV位点，其中1936个呈现细胞特异性表达模式。

研究主要采用四大关键技术：1)基于CellRanger(v7.1.0)的HERV-基因联合定量流程；2)利用OneK1K队列的PBMC单细胞转录组和基因型数据；3)通过TensorQTL进行细胞类型特异性eQTL分析；4)整合Roadmap表观基因组和ENCODE组蛋白修饰数据解析调控机制。

HERVs在PBMC中独立于基因表达

分析显示23%的HERV位于基因内含子区，44%位于基因间区，其表达与邻近基因相关性低（Spearman's r<0.3）。如MLT1F1_dup14-chr9在KLHL9基因间区呈现独立转录峰，证实HERV具有自主调控活性。

细胞特异性表观状态塑造HERV表达谱

2045个高变HERV的UMAP分析清晰区分CD4⁺ T、CD8⁺ T等免疫亚群。表观数据分析揭示，NK细胞特异性表达的LTR7_dup7-chr12等位点显著富集在细胞特异性增强子区域（OR=4.8，P<1e-15），H3K27ac信号与表达水平高度一致。

表观遗传决定HERV cis-eQTL特性

发现3463个条件独立性eQTL（79%为细胞特异性），如CD4⁺ T细胞中rs6780016与THE1D_dup769-chr3的关联（P=9.8e-7）。这些eSNP主要位于靶标HERV的200kb范围内，且显著富集在细胞特异性增强子中。

HERV与自身免疫病强关联

SMR分析发现100个eHERV与16种自身免疫病相关，76%关联集中于消化系统疾病。典型如LTR2B_dup15-chr6与克罗恩病风险降低相关（β=-0.81），共定位分析证实其与rs6939196存在遗传关联（SNP.H4=0.87）。患者数据验证该位点在CD4⁺ T细胞中的特异性表达差异。

HERV调控疾病相关基因

发现168个HERV-基因调控对，如LTR2B_dup15-chr6通过增强子活性调控RNASET2表达。该基因编码的RNase T2在病原体防御中起关键作用，其表达量与HERV水平显著相关（R=0.52，P=0.02），共同在患者CD4⁺ T细胞中下调。

这项研究首次在单细胞分辨率揭示HERV的免疫调控网络，阐明其通过"遗传变异-HERV-基因"三级通路参与自身免疫病的机制。发现的细胞特异性eQTL为解释疾病组织偏好性提供新视角，而LTR2B_dup15-chr6等位点更可作为克罗恩病等疾病的潜在诊断标记。研究建立的HERV分析框架为探索其他重复元件功能提供范式，其揭示的人类-逆转录病毒协同进化机制为发展靶向表观遗传的免疫疗法奠定基础。