《Journal of Advanced Research》:Single-Cell RNA sequencing identifies NAMPT as a potential therapeutic target in autoimmune uveitis
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本研究针对自身免疫性葡萄膜炎(AU)现有疗法疗效欠佳且副作用大的临床难题,通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术发现烟酰胺磷酸核糖转移酶(NAMPT)在疾病发生中起关键作用。研究表明NAMPT抑制剂FK866可通过下调CD4+T细胞中Hif1α表达,逆转效应T细胞(Teff)/调节性T细胞(Treg)失衡,显著改善实验性自身免疫性葡萄膜炎(EAU)症状。该研究为AU提供了新的治疗靶点和策略,具有重要临床转化价值。
眼睛是心灵的窗户,但当自身免疫系统出现紊乱,这扇窗户可能会被无情地关闭。自身免疫性葡萄膜炎(Autoimmune Uveitis, AU)就是这样一种令人困扰的疾病,它是眼内组织的自身免疫性炎症,可导致不可逆的视力丧失。目前,糖皮质激素和免疫抑制剂是主要的治疗手段,但长期使用会带来骨质疏松、心血管事件和感染风险增加等副作用,且疾病容易复发。因此,寻找更安全、更特异的治疗靶点成为当务之急。
在这项发表于《Journal of Advanced Research》的研究中,来自蚌埠医学院的研究团队将目光投向了烟酰胺磷酸核糖转移酶(Nicotinamide phosphoribosyltransferase, NAMPT)。NAMPT不仅是控制烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(Nicotinamide adenine dinucleotide, NAD+)补救途径的关键酶,近年来还被发现具有强大的免疫调节功能。然而,它在AU中的作用尚不清楚。为了解开这个谜题,研究人员开展了一项结合单细胞测序技术和功能验证的深入研究。
研究团队主要运用了以下几种关键技术方法:首先建立了实验性自身免疫性葡萄膜炎(Experimental Autoimmune Uveitis, EAU)小鼠模型,通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)对正常组、EAU组和NAMPT抑制剂处理组的颈引流淋巴结细胞进行转录组分析;同时收集Vogt-Koyanagi-Harada(VKH)病患者和健康对照的外周血单核细胞进行scRNA-seq;通过流式细胞术分析免疫细胞亚群和细胞内因子表达;采用过继转移实验验证CD4+T细胞的致病性;并使用慢病毒介导的基因敲降技术确认NAMPT的功能。
抑制NAMPT改善了EAU症状并逆转转录改变
研究人员发现,NAMPT抑制剂FK866能显著减轻EAU的临床和组织病理学表现。scRNA-seq分析显示,NAMPT抑制重塑了免疫细胞组成,逆转了疾病相关的转录程序,特别是在CD4+T细胞中。基因本体论分析表明,NAMPT抑制下调了炎症反应、T细胞激活和白细胞介素-17信号通路相关基因的表达。
NAMPT抑制调节CD4+T细胞亚群平衡
通过对T细胞进行亚群分析,研究发现NAMPT抑制显著减少了辅助性T细胞17和辅助性T细胞1的比例,同时增加了调节性T细胞和初始CD4+T细胞的比例。伪时间轨迹分析显示,EAU促进了初始CD4+T细胞向效应表型发展,而这一过程被NAMPT抑制所限制。通过蛋白互作网络分析,研究人员发现缺氧诱导因子1α是NAMPT下游的关键枢纽基因。
NAMPT抑制通过调节Teff/Treg平衡和抑制CD4+T细胞中的Hif1α来改善EAU
流式细胞术验证显示,NAMPT抑制显著降低了EAU小鼠CD4+T细胞中白细胞介素-17A和干扰素-γ的表达,同时增加了CD25和FOXP3的表达。重要的是,NAMPT抑制还降低了Hif1α及其下游靶标乳酸脱氢酶A和葡萄糖转运蛋白1的表达。体外实验和过继转移实验进一步证实,NAMPT抑制处理的CD4+T细胞失去了致病能力。
NAMPT抑制影响EAU期间的免疫细胞相互作用网络
细胞通讯分析表明,EAU组细胞间相互作用的数量和强度最大,而NAMPT抑制显著减弱了这种过度活跃的通讯网络。特别是髓系细胞与T细胞群体之间的信号传导明显减少,炎症相关的配体-受体对如细胞间粘附分子1-淋巴细胞功能相关抗原1和P-选择素糖蛋白配体1-P-选择素等被逆转。
NAMPT在人类葡萄膜炎中表达升高并通过Hif1α调节CD4+T细胞反应
对VKH患者PBMCs的scRNA-seq分析显示,与健康对照相比,患者CD4+T细胞中NAMPT表达显著升高。体外实验证实,NAMPT抑制能减少VKH患者CD4+T细胞中辅助性T细胞17和辅助性T细胞1的比例,增加调节性T细胞比例,并降低Hif1α表达。这些效应可被烟酰胺单核苷酸补充所逆转,表明NAMPT通过其酶活性调节T细胞反应。
研究结论与讨论部分强调,该研究首次构建了NAMPT抑制后的单细胞转录图谱,系统阐述了NAMPT在AU中的致病机制。研究表明NAMPT通过上调Hif1α表达,破坏CD4+T细胞中效应T细胞/调节性T细胞平衡,从而驱动葡萄膜炎的发生发展。值得注意的是,NAMPT抑制剂即使在疾病发生后开始给药仍能有效缓解症状,这为其临床转化提供了重要依据。
该研究的重大意义在于将NAMPT确立为AU的潜在治疗靶点,并揭示了NAMPT-Hif1α-Teff/Treg这一新的免疫调节轴。这不仅为理解AU的发病机制提供了新视角,也为开发针对NAMPT的靶向治疗策略奠定了理论基础。特别是在人类VKH患者样本中验证了NAMPT的异常表达和治疗潜力,进一步增强了研究结果的临床相关性。随着进一步的研究,NAMPT抑制剂有望成为AU治疗的新选择,为保护患者视力提供更有力的武器。