单细胞转录组学重新分析揭示 THP-1 巨噬细胞中 MAP 诱导的巨噬细胞极化与免疫重编程

《Indian Journal of Microbiology》：Single-Cell Transcriptomic Reanalysis Reveals MAP-Induced Macrophage Polarization and Immune Reprogramming in THP-1 Macrophages

摘要

副结核分枝杆菌（Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis，MAP）是一种胞内病原体，能够通过存活于巨噬细胞内并调节宿主免疫应答来建立持续性感染。先前的单细胞转录研究表明了TMP-1巨噬细胞对MAP感染的细胞反应。然而，巨噬细胞极化状态的多样性及其潜在的转录程序已被深入探索。在本研究中，我们对公开可用的单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据进行了全面的二次再分析，该数据来自被MAP K-10菌株感染的PMA诱导分化的THP-1巨噬细胞模型（GSE176294）。单细胞转录组图谱分析使我们能够根据已建立的标志基因鉴定出单核细胞、巨噬细胞及不同的极化巨噬细胞亚群。比较分析基于经典标志基因鉴定出了不同的单核细胞（LYZ、S100A8、S100A9、CCR2、VCAN）、巨噬细胞（CD68、CSF1R、C1QA、APOE、TREM2）以及极化巨噬细胞亚群，表明MAP感染后促炎型（M1样）（IL1B、TNF、IL6、NOS2、CXCL10）与抗炎型（M2样）（IL10、MRC1、CD163、TGFB1、CCL18）巨噬细胞状态的共存。此外，功能图谱分析显示，MAP暴露诱导了免疫和代谢重编程，包括炎症信号通路的变化以及免疫调控转录特征的富集，这些可能有助于细菌在宿主细胞内的持续存活。这些结果表明，MAP将巨噬细胞极化调节至不同的功能状态，这可能有助于炎症调控和胞内持续性感染。本研究提供了一项单细胞转录组学二次再分析，揭示了与MAP感染相关的巨噬细胞极化异质性和免疫重编程，凸显了公开scRNA-seq数据集在宿主-病原体相互作用机制研究中提供的价值。

图形摘要

副结核分枝杆菌（Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis，MAP）是一种胞内病原体，能够通过存活于巨噬细胞内并调节宿主免疫应答来建立持续性感染。先前的单细胞转录研究表明了TMP-1巨噬细胞对MAP感染的细胞反应。然而，巨噬细胞极化状态的多样性及其潜在的转录程序已被深入探索。在本研究中，我们对公开可用的单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据进行了全面的二次再分析，该数据来自被MAP K-10菌株感染的PMA诱导分化的THP-1巨噬细胞模型（GSE176294）。单细胞转录组图谱分析使我们能够根据已建立的标志基因鉴定出单核细胞、巨噬细胞及不同的极化巨噬细胞亚群。比较分析基于经典标志基因鉴定出了不同的单核细胞（LYZ、S100A8、S100A9、CCR2、VCAN）、巨噬细胞（CD68、CSF1R、C1QA、APOE、TREM2）以及极化巨噬细胞亚群，表明MAP感染后促炎型（M1样）（IL1B、TNF、IL6、NOS2、CXCL10）与抗炎型（M2样）（IL10、MRC1、CD163、TGFB1、CCL18）巨噬细胞状态的共存。此外，功能图谱分析显示，MAP暴露诱导了免疫和代谢重编程，包括炎症信号通路的变化以及免疫调控转录特征的富集，这些可能有助于细菌在宿主细胞内的持续存活。这些结果表明，MAP将巨噬细胞极化调节至不同的功能状态，这可能有助于炎症调控和胞内持续性感染。本研究提供了一项单细胞转录组学二次再分析，揭示了与MAP感染相关的巨噬细胞极化异质性和免疫重编程，凸显了公开scRNA-seq数据集在宿主-病原体相互作用机制研究中提供的价值。

图形摘要