中国人群视网膜单细胞转录组图谱揭示细胞多样性及亚型特异性功能

本研究针对亚洲人群视网膜单细胞转录组数据缺乏的问题，通过scRNA-seq技术对18例中国供体的29万细胞进行分析，首次构建了中国人群视网膜单细胞图谱，鉴定出10种主要细胞类型及71个亚型，揭示了ACs、BCs等神经元亚型在突触组织、神经传递等过程中的关键作用，为理解视网膜发育和疾病机制提供了重要资源。

　　

研究背景

视网膜作为视觉信号传导的核心组织，其复杂的细胞异质性一直是眼科研究的重点。尽管欧美人群的视网膜单细胞图谱已有较完善的研究，但亚洲人群尤其是中国人群的数据长期空白。这种数据缺失导致临床上无法解释中国人群高发的近视相关视网膜病变、糖尿病视网膜病变(DR)等疾病的分子机制。既往研究显示，南亚人群视网膜脱离发病年龄早于高加索人群，而中国人群近视患病率显著高于其他族群，提示视网膜生物学可能存在显著的种群差异。

研究方法

研究团队收集了18例中国供体（含活体手术和死后6小时内获取的新鲜样本）的视网膜组织，通过10X Genomics平台进行单细胞RNA测序(scRNA-seq)，对约29万个细胞进行转录组分析。采用BBKNN算法消除批次效应，Leiden聚类识别细胞亚群，结合已知标记基因（如ACs亚型标志物GAD1、BCs标志物GRM6等）进行注释。通过GO/KEGG富集分析和CellChat软件解析细胞间通讯网络。样本队列包括6对双眼和5例单眼样本，涵盖非糖尿病(NON)、糖尿病(DM)和糖尿病视网膜病变(DR)三组。

研究结果

3.1 视网膜单细胞图谱构建

UMAP可视化显示10种主要细胞类型：视杆细胞(73.3%)、视锥细胞(2.1%)、双极细胞(BCs,8.9%)、无长突细胞(ACs,1.5%)等。与欧美数据相比，中国人群视杆细胞比例显著增高，而Müller胶质细胞比例降低。

3.2 细胞亚型鉴定

ACs亚型：发现7种ACs亚型，包括GABA能（如SubstanceP-ACs表达TACR1）和甘氨酸能亚型（如SEG-ACs表达PVALB），富集于突触组织等GO条目。

BCs亚型：鉴定14种BCs亚型，包括ON型（DB4a表达TTR）和OFF型（DB1表达LRPPRC），KEGG分析显示其参与钙信号等通路。

光感受器：视锥细胞分化为S/M/L三种亚型（分别表达OPN1SW/OPN1MW/OPN1LW），而视杆细胞虽可聚类但缺乏已知亚型标记。

微glia：发现Egr2⁺ M1（促炎）和CCR5⁺ M2（抗炎）等亚型，在DM组比例异常。

3.3 疾病相关变化

DR组双极细胞比例增加而微glia减少，DM组Müller细胞占比最高（9.7%），提示糖尿病进程中胶质细胞活化与免疫细胞耗竭的动态变化。

研究意义

该研究首次系统揭示中国人群视网膜细胞组成特征，发现视杆细胞优势分布等种群特异性模式。通过解析ACs亚型神经递质差异、BCs的ON/OFF通路分工等机制，为理解色觉处理、对比度感知等生理功能提供分子基础。建立的疾病队列数据表明微glia亚型转换可能与DR进展相关，为靶向免疫调节治疗提供新思路。研究填补了亚洲视网膜转录组资源的空白，发表于《Experimental Eye Research》的成果将成为跨种群视网膜研究的关键参考。