《Journal of Neuroimmunology》:Single-cell transcriptomic analysis reveals systemic immune dysregulation and identifies
PLEK as a candidate hub gene associated with CD8+ T-cell activation in myasthenia gravis
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•单细胞图谱揭示了重症肌无力的系统性免疫失调。•先天性细胞的扩张和天真T细胞的减少是重症肌无力的特征。•细胞间通讯的增强,尤其是MHC-I的通讯,促进了T细胞的激活。•PLEK被确定为与疾病严重程度相关的CD8+效应T细胞中的关键枢纽基因。引言重症肌无力(MG)是一种典型的抗体介
• 单细胞图谱揭示了重症肌无力的系统性免疫失调。
• 先天性细胞的扩张和天真T细胞的减少是重症肌无力的特征。
• 细胞间通讯的增强,尤其是MHC-I的通讯,促进了T细胞的激活。
• PLEK被确定为与疾病严重程度相关的CD8+效应T细胞中的关键枢纽基因。
引言 重症肌无力(MG)是一种典型的抗体介导的自身免疫性疾病(Gilhus, 2016),其病理特征包括针对突触后蛋白(主要是乙酰胆碱受体(AChR)的自身抗体,部分患者还对抗肌肉特异性激酶(MuSK)或脂蛋白相关蛋白4(LRP4)(Gilhus和Verschuuren, 2015; Gilhus等人, 2019)。尽管自身抗体的致病作用已经得到充分证实,但越来越多的证据表明,MG并不仅仅是体液免疫疾病,而是一种涉及先天性和适应性免疫系统协调失调的复杂免疫性疾病(Berrih-Aknin等人, 2014; Le Panse和Berrih-Aknin, 2013)。
虽然B细胞是这些致病抗体的来源,但T细胞在MG的发病机制中也起着核心作用,它们通过帮助自身反应性B细胞并促进抗体的产生而发挥作用(Dalakas, 2019; Zhong等人, 2022)。CD4+ T细胞的关键作用已被广泛认可,其亚群的失衡会导致免疫耐受性的丧失(Ashida等人, 2021; Meng等人, 2016; Yang等人, 2018; Huan等人, 2021; Ma等人, 2020)。相比之下,CD8+ T细胞在MG发病机制中的作用尚不清楚,且相对被忽视。尽管传统上认为CD8+ T细胞在宿主防御中具有细胞毒性作用,但它们在自身免疫中展现出显著的功能多样性,既能发挥促炎效应,也能发挥免疫调节作用(Reina-Campos等人, 2021; Jonsson等人, 2022; Saligrama等人, 2019)。最近的研究显示,MG患者体内存在CD8+ T细胞,并且这些细胞显示出激活的迹象,但相关证据仍然零散,其确切贡献仍不明确(Peng等人, 2024)。新的实验证据证实,MG患者的CD8+ T细胞存在显著的失调,包括CD4+/CD8+比例的改变、记忆亚群的分布异常、颗粒酶B的表达升高以及IL-21和GM-CSF等细胞因子的产生增加(Liu等人, 2025)。这些发现表明CD8+ T细胞是MG免疫过程中的积极参与者,尽管对其理解还不够深入。
除了适应性免疫外,先天免疫成分如单核细胞、树突状细胞和中性粒细胞也通过细胞因子分泌和抗原呈递参与了疾病的发病和进展(Zhang等人, 2025b; Li等人, 2025b)。然而,这些免疫细胞在外周血中的具体组成和功能状态尚未完全明确。单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术的发展使得对复杂免疫系统的高分辨率分析成为可能,从而可以识别稀有细胞群、动态细胞状态和谱系关系(Papalexi和Satija, 2017)。最近在自身免疫性疾病中的单细胞研究表明,疾病的发生通常是由多个免疫细胞亚群的协调异常引起的,而非单一种群的主导作用。在MG中,单细胞分析已经开始揭示失调的免疫细胞亚群和炎症特征,包括T细胞状态的改变以及髓系细胞的扩张(Zhong等人, 2023; Zhang等人, 2025a)。
我们的研究对来自MG患者和健康对照组的公共单细胞RNA序列数据集进行了全面分析,系统地描述了MG中的免疫失调情况。在初步评估整体免疫细胞图谱后,研究重点对T细胞群体进行了详细分析。随后使用临床样本验证了主要发现,并评估了它们与疾病严重程度的关联。我们的研究提供了MG中免疫改变的系统级视图,并确定了可能参与疾病发病机制和治疗的潜在分子靶点。希望这项工作能够加深对MG发病机制的理解,并为未来治疗策略的开发提供有用的指导。
部分摘要 MG单细胞数据的收集 MG单细胞数据(GSE227835)从NCBI GEO公共数据库下载(
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo )。选择GSE227835数据集是为了研究MG患者外周血单核细胞(PBMC)的基因表达谱。从GSE227835数据集中选取了10名AChR阳性的广义MG(gMG)女性患者和10名年龄匹配的健康女性对照组进行后续分析。GSE227835数据集的详细信息见表S1。
MG单细胞数据的处理 使用Seurat软件包进行了数据处理。
单细胞聚类和细胞类型鉴定 数据来自GEO数据库。选取了10名AChR抗体阳性的MG患者和10名健康对照者的单细胞数据进行分析。经过质量控制过滤(去除基因数量少于200个或线粒体基因占比超过20%的细胞)后,保留了206,472个高质量细胞。使用Harmony集成方法纠正了样本间的批量效应。通过降维和非监督聚类,识别出18个转录上不同的免疫细胞群体。
讨论 MG是一种典型的抗体介导的自身免疫性疾病,其特征是由自身反应性免疫反应引起的神经肌肉接头功能障碍(Theorell等人, 2025)。尽管其免疫病理学已经得到了广泛研究,但潜在的细胞和分子网络机制仍未完全明了。在本研究中,使用公开的数据集GSE227835对MG患者和健康对照者的PBMC进行了单细胞转录组分析。
结论 总之,我们的分析表明MG的特征是免疫细胞组成、信号通路和基因调控网络的协调异常。T细胞失调和细胞间通讯模式的改变是与MG免疫失调相关的重要特征,而PLEK 被确定为与CD8+ T细胞激活和疾病严重程度相关的候选分子标志物。这些发现可能为理解MG提供了一个系统级的框架。
CRediT作者贡献声明 Jingnan Jin: 撰写——初稿、可视化、验证、研究、数据整理。Zihong Chen: 数据整理。Yiying Zhang: 数据整理。Xia Wang: 验证。Liting Tian: 研究。Qingling Guo: 正式分析。Yan Li: 正式分析。Jiayi Zhang: 撰写——初稿。Yufan Zhao: 撰写——初稿。Jianjian Wang: 撰写——审核与编辑、资金争取。
伦理审批 涉及人类参与者的研究已获得哈尔滨医科大学第二附属医院伦理委员会的审查和批准。
资助 本工作得到了黑龙江省春妍青年科技人才计划 (CYQN24009)和黑龙江省高校基础研究青年人才 (YQJH2024129)的支持。
Jingnan Jin|Zihong Chen|Yiying Zhang|Xia Wang|Liting Tian|Qingling Guo|Yan Li|Jiayi Zhang|Yufan Zhao|Jianjian Wang