Nature子刊：新技术揭开沙门氏菌感染中免疫细胞的动态变化

这项研究通过建立单细胞体内新RNA标记测序技术(scIVNL-seq)，系统解析了沙门氏菌感染过程中免疫细胞的RNA动态变化规律。

　　

在对抗病原体感染的战争中，免疫系统如何协调不同细胞类型的应答一直是个未解之谜。传统观点认为，先天免疫细胞如巨噬细胞会率先响应，而T细胞等适应性免疫细胞需要数天才能激活。

然而，这种简单二分法是否真实反映了体内复杂的免疫动态？特别是对于沙门氏菌这类常见的肠道病原体，其感染过程中不同免疫细胞如何通过RNA代谢调控实现精准的时序响应，仍缺乏系统认识。

为了回答这些问题，中科院生物物理研究所的研究人员开发出一种全新的单细胞体内新RNA标记测序方法（scIVNL-seq），能够同时检测动物体内的新合成RNA和总RNA。

他们利用这种技术系统解析了沙门氏菌感染过程中免疫细胞激活模式以及新生RNA转录和降解动力学。

这项研究成果于8月26日发表在《Nature Communications》杂志上，挑战了细菌感染时先天免疫与适应性免疫的传统界限。

研究人员通过尾静脉将4-硫代尿苷（S4U）注入小鼠体内，以标记新转录的RNA。整合至新生RNA的S4U随后转化为胞嘧啶类似物，在逆转录过程中引入T→C突变。

他们收集了沙门氏菌感染后多个时间点（0-72小时）的小鼠骨髓和肠道样本，采用scIVNL-seq、流式细胞术、免疫荧光成像等技术系统分析了免疫细胞的转录动态。

研究发现，骨髓巨噬细胞在感染后6小时就表现出强烈的转录激活，炎症相关基因如Il1b和Tnf呈现"先急升后骤降"的表达模式。

令人惊讶的是，肠道CD8+ T细胞在感染后仅2小时就特异性激活了颗粒酶A（Gzma）等效应分子，浆细胞也快速扩增并产生针对沙门氏菌的特异性IgA。

研究人员还发现，通常被认为仅具屏障功能的肠道晚期肠上皮细胞（late enterocytes）能够通过Slc15a1+标志物分选。这些细胞高表达MHC-I分子和相关抗原处理基因（Tap1、Tap2等），并能有效加工和呈递沙门氏菌抗原，激活CD8+ T细胞。

从机制上看，研究揭示了不同功能基因采用差异化的RNA代谢调控策略：早期应答基因（如炎症因子）表现为高转录率、短半衰期；而晚期基因（如抗原递呈相关基因）则通过延长RNA半衰期维持表达。

这种精密的时空调控可能通过组蛋白去乙酰化（HDACs）和m6A RNA甲基化（Mettl3/4）等表观机制实现。

研究人员认为，与总RNA相比，新生RNA水平更能真实反映染色质开放性和转录激活状态。新生RNA的转录和降解共同调控着免疫应答过程。

这项研究的意义在于：技术上，scIVNL-seq为活体RNA动态研究提供了强大工具；理论上，重新定义了先天与适应性免疫的界限，证明CD8+T细胞能像先天免疫细胞一样快速响应；临床上，为理解克罗恩病等肠道炎症中浆细胞异常增多提供了线索。