《ImmunoTargets and Therapy》：Longitudinal B Cell Receptor Repertoire Profiling of Heavy- and Light-Chain Features in Injured Rat Spinal Cord Tissue After Traumatic Spinal Cord Injury
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摘要 目的 创伤性脊髓损伤（SCI）后损伤脊髓组织中可检测到的B细胞受体（BCR）库特征仍未被充分描述。本研究对损伤大鼠脊髓组织中的免疫球蛋白重链（IGH）和轻链（IGL）库特征进行了探索性纵向分析。方法 采用改良Allen's重物坠落法对成年雄性Spragu
摘要 目的 创伤性脊髓损伤（SCI）后损伤脊髓组织中可检测到的B细胞受体（BCR）库特征仍未被充分描述。本研究对损伤大鼠脊髓组织中的免疫球蛋白重链（IGH）和轻链（IGL）库特征进行了探索性纵向分析。方法 采用改良Allen's重物坠落法对成年雄性Sprague-Dawley大鼠进行创伤性SCI造模。在损伤后第1、3、7、14和28天收集以病灶为中心的脊髓组织，每个时间点设置4个生物学重复。采用BCR库测序评估功能序列组成、同种型或恒定区分布、测序饱和度、多样性指数、种系分歧指标、V/J基因使用、V–J配对、CDR3长度分布、优势克隆型丰度以及库相似性。未损伤基线样本的文库构建失败，因此分析仅限于损伤后样本，并采用描述性解释。结果 在损伤脊髓样本中检测到功能性BCR序列，饱和度曲线支持大多数样本的库覆盖度。IGH库在同种型组成、多样性指数、种系分歧指标、V/J基因使用、V–J配对、CDR3长度分布、优势克隆型丰度和克隆型共享方面表现出更大的样本间异质性。相比之下，IGL库主要以IgK相关，并表现出以11个氨基酸为中心的受限CDR3长度分布，且库共享程度更高。这些重链和轻链的对比最好解释为损伤后数据集中库结构差异。结论 损伤雄性大鼠脊髓组织含有可检测的BCR库信号，在不同损伤后时间点存在描述性变异，支持在该背景下进行纵向库分析的可行性。这些数据为SCI神经免疫学提供了受体水平的资源，并支持未来研究以阐明损伤后B细胞反应的抗原特异性、功能相关性和转化潜力。
### 创伤性脊髓损伤后大鼠脊髓组织B细胞受体库的纵向分析：重链与轻链特征解读
#### 研究背景与问题
创伤性脊髓损伤（SCI）不仅导致即刻机械损伤，还引发持续的继发性损伤级联反应，涉及血脊髓屏障破坏、胶质细胞活化、外周免疫细胞浸润及炎症重塑。尽管固有免疫机制已被广泛研究，但适应性免疫反应，尤其是B细胞相关反应，在SCI病理生理中的作用日益受到关注。B细胞可能通过抗体产生、补体激活及与免疫细胞和胶质细胞的相互作用，参与继发性损伤、自身免疫和免疫调节。然而，损伤脊髓组织中B细胞受体（BCR）库的特征仍未被充分描述——特别是免疫球蛋白重链（IGH）和轻链（IGL）库在损伤后不同时间点的序列结构是否相似或不同，尚不清楚。为填补这一空白，研究人员开展了纵向BCR库测序，旨在描述损伤脊髓组织中可检测到的IGH和IGL库特征，为SCI神经免疫学提供受体水平的资源。该论文发表在《ImmunoTargets and Therapy》。
#### 主要技术方法
研究人员采用改良Allen's重物坠落法，对成年雄性Sprague-Dawley大鼠（体重200–220 g，福建医科大学实验动物伦理委员会批准）建立创伤性SCI模型。在损伤后第1、3、7、14和28天，收集以损伤灶为中心的1 cm脊髓段（包括损伤头尾侧各5 mm），每个时间点4个生物学重复。通过基于独特标识符（UID）的BCR库测序（Illumina平台，PE150模式），结合MiXCR v3.0.13比对IMGT参考数据库，进行序列处理。主要分析指标包括：功能序列分类、同种型/恒定区分布、测序饱和度、多样性指数（D50、Shannon、Simpson）、种系分歧指标、V/J基因使用频率、V–J配对模式、CDR3氨基酸长度分布、优势克隆型丰度（前10克隆型累积频率及最高频率克隆型）和库相似性（Jaccard指数）。未损伤基线样本因文库构建失败未纳入分析。
#### 研究结果
**功能分类、同种型/恒定区组成、多样性与测序饱和度支持损伤脊髓组织中的BCR库分析**
- 通过功能分类分析，发现IGH和IGL序列中框内（功能性）序列均占主导（约80–95%），表明数据集包含大量可分析的BCR序列。
- IGH同种型组成显示出样本间明显异质性，IgM、IgG和IgA为主要同种型，IgD和IgE水平较低；而IGL恒定区组成高度偏向IgK（几乎全部样本），IgL-C1和IgL-C2比例极低。
- 多样性分析显示，IGH的D50指数在IgM中最高，Shannon和Simpson指数表明多数同种型保持可测量的多样性，但样本间变异显著；IGL的IgK多样性较高，而IgL-C1和IgL-C2多样性更受限。
- 测序饱和度曲线在大多数样本中趋于平台，表明测序深度足以捕获主要克隆型多样性。
**种系分歧指标在样本和同种型/恒定区类别间存在变异**
- 通过计算IGHV和IGHJ基因的种系分歧（每10,000个比对碱基的错配数），发现IgA常显示较高分歧值，IgD和IgM较低；IGHJ分歧在IgA、IgE和IgG中呈现更异质性模式。
- IGLV分歧在IgL-C1和IgL-C2中某些样本较高，IGLJ分歧总体较低但仍有样本间变异。这些指标应视为描述性序列分歧特征，而非局部体细胞高频突变的直接证据。
**V/J基因使用与V–J配对在损伤后时间点间呈现描述性变异**
- IGH V基因使用在不同时间点间变化，优势V基因（如IGHV5-31在14 dpi达42.9%）非均匀分布；J基因使用以IGHJ2和IGHJ3为主，早期（1 dpi）IGHJ3更突出，后期（14 dpi）IGHJ2占优。V–J配对显示时间点相关差异，如1 dpi主要配对为IGHJ3相关，后期变为IGHJ2相关组合。
- IGL V基因使用也随时间变化（如IGKV4S10在1 dpi为42.4%，IGKV3S10在14 dpi为64.7%），J基因使用分布于多个IGKJ片段；V–J配对同样表现出时间点差异，但整体模式较IGH更受限。
**CDR3结构、优势克隆型丰度与库共享呈现链特异性模式**
- IGH CDR3氨基酸长度分布较宽，主要峰值在13–17个氨基酸；优势克隆型（前10）的CDR3长度分布随时间变化。在敏感性分析中（排除3 dpi一个极高优势克隆型样本），前10克隆型累积频率在28 dpi较高，但样本间变异明显；不同时间点间IGH整体克隆型共享极低（Jaccard指数约0.01–0.02），优势V(D)J组合共享也有限（0.00–0.03）。
- IGL CDR3长度分布高度受限，集中为11个氨基酸（占优势克隆型>90%），仅少量10、12、13个氨基酸。前10克隆型累积频率随时间变化较小，整体克隆型共享高于IGH（Jaccard指数约0.08–0.11），优势V–J组合共享更高（0.18–0.29），提示IGL库结构更保守。
**SCI后IGH与IGL库特征的综合比较**
- 综合比较表明，IGH库在同种型组成、种系分歧、V/J基因使用、V–J配对、CDR3长度分布、优势克隆型丰度和库共享方面表现出更大的样本间异质性，捕获了更广泛的库变异。
- IGL库以IgK相关序列为主，CDR3长度受限，库共享程度更高，符合啮齿类动物轻链库的预期结构特征。这些差异应解释为损伤后数据集内重链与轻链库架构的不同，而非SCI特异性抗原驱动选择的证据。
#### 讨论与结论
讨论部分指出，本研究通过纵向BCR库测序，揭示了损伤脊髓组织中可检测到的IGH和IGL库特征，并证实了重链与轻链库的明显架构差异。这些发现补充了SCI后免疫谱系的受体水平描述，但需注意：由于采用全组织分析，BCR信号可能混合浸润B细胞、局部B细胞、浆母/浆细胞相关转录本及残留血液成分；未损伤基线样本的缺失限制了直接比较。研究存在局限性，包括样本量小、未进行正式统计推断、缺乏配对外周血/脑脊液及功能验证等。结论部分翻译如下：
结论：损伤大鼠脊髓组织含有可检测的BCR库特征，在损伤后数据集中呈现描述性变异。IGH库在同种型组成、V/J基因使用、CDR3结构、优势克隆型丰度和库共享方面表现出更大的异质性，而IGL库以IgK相关序列为主，展现出更受限的轻链架构，符合预期的啮齿类动物轻链库特征。这些发现支持在损伤脊髓组织中进行纵向BCR库分析的可行性，并为SCI神经免疫学提供了探索性受体水平资源。未来研究应纳入未损伤基线对照、配对外周和组织样本、单细胞或空间谱分析、抗原特异性验证及功能性抗体检测，以明确这些库特征的细胞来源、功能相关性和转化意义。
