孟德尔随机化与单细胞转录组学锁定原发性干燥综合征中的CD7和LAPTM5：一项整合多组学分析

《Clinical Rheumatology》：Mendelian randomization and single-cell transcriptomics prioritize CD7 and LAPTM5 in primary Sj?gren’s disease: an integrative multi-omics analysis

摘要

背景

原发性干燥综合征（pSD）是一种以腺体功能障碍为特征的慢性自身免疫性疾病。新兴证据表明，乳酸化修饰可能在自身免疫性疾病的发病机制中发挥作用；然而，其在pSD中的作用尚未得到研究。

方法

我们开展了一项整合分析，将单细胞RNA测序数据（GSE157278）、组织转录组数据（GSE51092）与全血eQTL数据相结合，并运用孟德尔随机化（MR）与共定位分析。我们进行了扩展的单细胞质控分析，并使用五种算法对乳酸化相关基因集评分（来自332条文献记录，代表330个独立基因）进行探索性定量，同时进行了方法敏感性分析和文库复杂度校正分析。对外周血单核细胞（PBMCs）进行RT-qPCR检测作为探索性分析。

结果

MR在基因表达与基于电子健康记录的干燥综合征表型（PheCode 709.2）之间识别出十个名义关联，包括CD7（OR = 0.50，P = 0.0033）和LAPTM5（OR = 1.29，P = 0.0088）；共定位分析支持两个位点共享潜在的变异，从而优先推荐CD7和LAPTM5作为候选基因；反向MR为阴性。在GSE51092队列（190例患者，32例对照）的全血疾病状态表达分析中，CD7在患者中的表达显著降低（折叠变化0.74，q = 2.8 × 10^?4），与其遗传预测的保护性效应方向一致；一个包含12个基因的巨核细胞/血小板特征（标准化均差 ?0.31，95% CI ?0.56至?0.06；Welch q = 0.045）也呈现相同的趋势。一个巨核细胞/血小板样群体存在于全部十个单细胞供体中，并得到标记面板和差异表达分析的支持。探索性乳酸化相关基因集评分具有方法依赖性，且在校正文库复杂度后不具有稳健的细胞类型特异性；在样本水平上，患者的CD14?单核细胞（P = 0.016，q = 0.095）和NK细胞（P = 0.032，q = 0.095）中评分名义上较高；在巨核细胞/血小板样群体中，CD7和LAPTM5的评分相关转录变异在六种细胞类型中最大。PBMCs中的RT-qPCR（10例患者，10例对照）显示LAPTM5（中位折叠变化2.9）和CD7（中位折叠变化1.7）呈方向性升高但无统计学显著性的趋势。

结论

CD7和LAPTM5作为pSD转录组发现与更广泛干燥/干燥综合征表型遗传关联的交叉点候选基因脱颖而出，且具有不同的免疫学通路特征；全血疾病状态数据证实了CD7关联的方向。巨核细胞/血小板谱系细胞在pSD中有必要进一步研究。乳酸化相关转录组评分是替代指标，需要直接实验验证，并需要对疾病相关组织进行研究。

关键点 • 外周血中巨核细胞/血小板样群体的表征：我们使用扩展质控、标记面板和差异表达分析在pSD和对照PBMCs中表征了这一群体，与先前关于系统性自身免疫病中循环巨核细胞扩增的流式细胞术证据一致。 • 遗传优先排序的候选基因：通过将孟德尔随机化与共定位分析以及单细胞转录组学相结合，我们鉴定出LAPTM5和CD7作为候选基因，其得到pSD转录组发现的一致支持以及与更广泛干燥表型的名义遗传关联。 • 功能通路的阐明：我们阐明了与这些基因相关的不同免疫学通路，LAPTM5与Notch信号和补体级联反应相关，而CD7参与抗原呈递和NK细胞细胞毒性。