单细胞与转录组整合分析揭示PANoptosis相关基因特征在自身免疫性甲状腺炎免疫微环境中的关键作用

这篇研究通过整合单细胞RNA测序（scRNA-seq）和批量RNA测序（bulk RNA-seq）数据，结合动物模型和临床验证，首次揭示了PANoptosis（泛凋亡）相关基因（AIM2、ZBP1、NLRP6、MLKL、FAS）在自身免疫性甲状腺炎（AIT）免疫微环境中的分布特征及其促炎机制，为AIT的诊断和治疗提供了新型分子靶点。

　　

研究背景

自身免疫性甲状腺炎（AIT）是最常见的器官特异性自身免疫疾病，其发病机制与免疫细胞浸润驱动的炎症微环境密切相关。近年来，PANoptosis作为一种新型程序性细胞死亡（PCD）形式，在免疫相关疾病中的作用逐渐被揭示。然而，PANoptosis在AIT中的研究仍属空白。本研究通过整合多组学数据，首次系统解析了PANoptosis相关基因在AIT免疫微环境中的调控网络。

研究方法

研究团队从公共数据库获取AIT的scRNA-seq和bulk RNA-seq数据，利用Seurat和WGCNA（加权基因共表达网络分析）技术，鉴定了14种功能异质性细胞亚群及5个差异表达的PANoptosis相关基因（AIM2、ZBP1、NLRP6、MLKL、FAS）。通过单样本基因集富集分析（ssGSEA）评估免疫细胞浸润与炎症反应的关联，并建立NOD.H-2^h4小鼠模型和临床样本验证关键基因的表达及诊断价值。

关键发现

1. 1.

   细胞亚群特征：scRNA-seq分析揭示了AIT患者甲状腺组织中14种细胞亚群的分布，其中增殖性细胞（Proliferating cells）中PANoptosis基因AIM2表达最为显著。

2. 2.

   免疫浸润模式：促炎性免疫细胞（如Th1、Th17、CD8⁺T细胞）在AIT患者中显著富集，与PANoptosis基因表达呈正相关。

3. 3.

   核心基因功能：实验验证显示，AIM2、ZBP1等基因在AIT组织和外周血中显著上调，通过调控PANoptosis途径促进淋巴细胞浸润和炎症因子分泌，其中AIM2可能是关键枢纽基因（kme=0.55）。

4. 4.

   诊断价值：ROC曲线分析表明，这5个基因联合诊断AIT的AUC值均超过0.7，其中AIM2的AUC达0.902，展现出优异的临床潜力。

机制探讨

PANoptosis作为 pyroptosis（焦亡）、apoptosis（凋亡）和necroptosis（坏死性凋亡）的交叉通路，其关键基因AIM2通过识别胞内dsDNA并形成PANoptosome复合体，驱动炎症信号级联反应。此外，ZBP1通过感知病毒RNA激活坏死性凋亡，而MLKL和FAS分别作为 necroptosis 和凋亡的执行分子，共同构成AIT免疫损伤的分子网络。

研究意义

该研究不仅揭示了PANoptosis在AIT中的核心调控作用，还为开发基于多基因panel的诊断策略和靶向免疫微环境的治疗提供了理论依据。未来需进一步探索这些基因在特定细胞亚群中的交互机制及其在临床分型中的应用价值。