单细胞转录组解析青蒿素通过JAK2-STAT3通路调控CD8+GZMB+T细胞免疫应答的分子机制

本研究通过单细胞RNA测序技术，首次系统描绘了疟疾感染小鼠外周血、肝脏和脾脏的免疫细胞图谱，揭示了青蒿素(ART)通过抑制JAK2-STAT3信号通路调控CD8+GZMB+T细胞毒性功能的新机制。研究发现该T细胞亚群是介导疟原虫(Plasmodium berghei ANKA)感染后肝损伤的关键效应细胞，而ART治疗可显著降低其炎症活性，为疟疾免疫病理治疗提供了新靶点。

　　

疟疾仍是全球最致命的传染病之一，每年导致数十万人死亡。尽管青蒿素联合疗法(ACT)显著降低了疟疾死亡率，但宿主免疫系统过度激活导致的组织损伤仍是临床难题。疟原虫感染会引发复杂的免疫反应，其中CD8⁺T细胞的过度活化被认为是介导器官损伤的关键因素。然而，青蒿素除直接杀灭疟原虫外，是否通过调控宿主免疫应答发挥治疗作用，其具体分子机制尚不明确。

为回答这些问题，研究人员采用单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术，对疟原虫感染小鼠的外周血、肝脏和脾脏共241,837个细胞进行转录组分析。通过流式细胞术、免疫荧光和Western blot等实验验证，结合生物信息学方法解析细胞互作网络。

研究首先构建了感染与治疗过程中的多组织免疫图谱。结果显示肝脏呈现最显著的免疫应答变化，其中CD8⁺GZMB⁺T细胞亚群通过高表达颗粒酶(GZMB)和细胞因子驱动肝损伤。青蒿素治疗可显著降低该亚群比例及其细胞毒性评分。

单细胞解析免疫应答异质性

通过比较模型组与对照组的差异表达基因(DEGs)，发现肝脏T/NK细胞和单核/巨噬细胞(Mono/Macro)特异性上调325和562个基因，包括干扰素相关基因(Ifitm1/2)和颗粒酶基因(Gzmb/k)。细胞互作分析显示，肝脏中TNF和ICAM-1信号通路显著激活。

髓系和淋巴细胞亚群动态变化

将髓系细胞分为20个亚群，包括6个循环单核细胞和8个肝脏巨噬细胞亚型。感染后中性粒细胞(Neutro_Act)和Kupffer_C4_Ccr2比例增加，ART治疗可逆转此变化。淋巴细胞分为23个亚群，CD8⁺GZMB⁺T细胞在感染组肝脏中比例显著升高(3.2倍)。

CD8⁺GZMB⁺T细胞的关键作用

伪时序分析显示该亚群呈现两种分化轨迹：感染组主要富集于DNA复制和T细胞活化相关通路，而ART组转向免疫稳态调控。流式验证证实ART可降低肝脏CD8⁺GZMB⁺T细胞比例(41.7% vs 28.3%)及其IFN-γ分泌水平。

JAK2-STAT3通路介导免疫调控

转录因子分析发现STAT3在感染组活性显著增强。Western blot显示ART可抑制JAK2(p-JAK2/JAK2降低63%)和STAT3磷酸化。qPCR验证STAT3下游基因(Prdm1、Ccl3/4)表达受ART调控。

该研究首次在单细胞分辨率揭示青蒿素通过JAK2-STAT3通路调控CD8⁺GZMB⁺T细胞功能的新机制，为理解抗疟药物的免疫调节作用提供了理论依据。发现的肝脏特异性免疫应答特征和关键效应细胞亚群，为开发靶向免疫病理的治疗策略开辟了新途径。研究建立的跨组织免疫图谱也为疟疾疫苗设计提供了重要数据资源。