《Journal of Cell Communication and Signaling》：Coordinated inflammatory macrophage and vascular smooth muscle cell remodeling signatures in human atherosclerosis: An integrative single-cell and bulk transcriptomic analysis
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动脉粥样硬化斑块进展受免疫细胞与血管壁细胞协同的炎症与重塑程序塑造。炎症性巨噬细胞活化与血管平滑肌细胞（VSMC）表型重塑是人动脉粥样硬化的核心特征，但斑块进展中二者的转录组关系尚未被充分刻画。本研究整合单细胞与批量转录组数据集，考察人动脉粥样硬化斑块中高炎症
动脉粥样硬化斑块进展受免疫细胞与血管壁细胞协同的炎症与重塑程序塑造。炎症性巨噬细胞活化与血管平滑肌细胞（VSMC）表型重塑是人动脉粥样硬化的核心特征，但斑块进展中二者的转录组关系尚未被充分刻画。本研究整合单细胞与批量转录组数据集，考察人动脉粥样硬化斑块中高炎症性巨噬细胞状态、VSMC重塑相关转录程序及候选配体-受体表达模式。研究人员分析来自GSE260657的人动脉粥样硬化斑块单细胞RNA测序数据与来自GSE28829的批量转录组数据，质控后保留7628个细胞用于单细胞分析。利用经典标记基因注释主要细胞类型，并对巨噬细胞与VSMC相关细胞重新聚类；通过功能模块评分、差异表达分析、基因本体（GO）生物过程富集与京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路分析刻画巨噬细胞转录状态；应用Slingshot推断VSMC伪时间排序；利用CellChat与NicheNet优先排序候选配体-受体表达模式及配体相关VSMC靶基因程序；外部批量转录组分析检验单细胞衍生的炎症与重塑特征是否在斑块进展的组织转录组水平呈现。巨噬细胞重聚类识别出具有高炎症活化、细胞因子应答与应激应答特征的高炎症性巨噬细胞状态，其上调基因富集于肿瘤坏死因子（TNF）应答、核因子κB（NF-κB）信号、白细胞活化、细胞因子信号、脂质与动脉粥样硬化、 Toll样受体信号及 inflammasome相关炎症通路。VSMC重聚类揭示收缩型VSMC、PTHLH+合成型VSMC、KRT7+ VSMC样细胞、干扰素应答型VSMC、周细胞样壁细胞及成骨/调节型VSMC；伪时间分析显示广泛的收缩型至成骨/调节型转录连续谱，伴重塑相关基因及部分炎症或重塑相关受体基因表达增加。CellChat与NicheNet优先排序涉及SPP1–CD44、TNF–TNFRSF1A、IL1B–IL1R1/IL1RAP、MIF–ACKR3、PDGFB–PDGFRB及FN1–SDC1/ITGB1的候选配体-受体与配体相关靶基因表达模式。在GSE28829中，炎症性巨噬细胞、成骨/调节型VSMC、候选配体-受体表达、SPP1–CD44候选轴及NicheNet优先靶程序特征在晚期斑块更显著且彼此正相关。该整合转录组分析识别了人动脉粥样硬化斑块中的高炎症性巨噬细胞状态与VSMC重塑连续谱，在计算层面将炎症性巨噬细胞活化与成骨/调节型VSMC重塑通过候选配体-受体及配体相关靶基因表达模式相联结，外部批量数据进一步显示晚期斑块中炎症与重塑特征协同富集，为理解人动脉粥样硬化中炎症性巨噬细胞活化与VSMC重塑提供描述性且具假设生成能力的转录组框架。
研究背景方面，动脉粥样硬化是冠状动脉疾病、缺血性卒中与外周动脉疾病的主要病理基础，其发生涉及脂质沉积、内皮活化、免疫细胞招募、VSMC表型重塑、细胞死亡及细胞外基质重组。炎症贯穿斑块从起始到进展与失稳定的全生命周期，其中斑块内巨噬细胞在脂质摄取、泡沫细胞形成、炎性细胞因子产生、坏死核扩张与基质降解中起关键作用；VSMC可塑性决定纤维帽形成、基质重塑、血管钙化与斑块稳定性。尽管二者均被广泛研究，但人斑块中炎症性巨噬细胞活化与VSMC表型调节的协同转录模式仍不完整，尤其缺乏其与成骨/调节型VSMC状态、候选配体-受体表达及组织水平斑块进展的关联刻画。因此研究人员开展本项整合单细胞与批量转录组学研究，以提供描述性与假设生成的转录组框架。
主要技术方法上，研究人员使用来自基因表达综合（GEO）数据库的GSE260657（15例人颈动脉斑块单细胞RNA测序）与GSE28829（13例早期与16例晚期人颈动脉斑块批量转录组）作为样本队列。单细胞数据经Seurat质控、归一化、高变基因选取与主成分分析后聚类注释；对巨噬细胞与VSMC相关细胞分别提取重聚类。功能刻画采用AddModuleScore模块评分与FindMarkers差异表达，GO与KEGG富集借助clusterProfiler。VSMC轨迹用Slingshot伪时间推断。细胞间通信用CellChat基于先验数据库优先排序配体-受体通路，NicheNet用于配体-靶基因活性评分与靶程序构建。外部批量数据按Z-score标准化计算各单细胞衍生特征签名得分，用Wilcoxon秩和检验比较早晚期斑块并用Spearman相关分析特征间关联。
研究结果部分，3.1节单人单细胞核转录组图谱显示7628个质控后细胞分属VSMC（3392）、巨噬细胞（2256）、内皮（902）等八大类，经典标记支持注释。3.2节巨噬细胞重聚类得6群，其中214细胞的高炎症性巨噬细胞群炎症活化评分最高，标志基因为IL1B、NFKBIA、TNFAIP3、CXCL2、CXCL8、NLRP3、PTGS2、SERPINB2等。3.3节GO与KEGG显示该群富集于TNF应答、NF-κB信号、白细胞粘附、Toll样受体信号及脂质与动脉粥样硬化通路。3.4节VSMC重聚类得收缩型、PTHLH+合成型、KRT7+样、IFN应答型、周细胞样及成骨/调节型共6群。3.5节Slingshot伪时间以收缩型为起点、成骨/调节型为终点，收缩评分与伪时间负相关（rho=-0.692）、调节评分正相关（rho=0.705）、精制巨噬细胞应答受体评分正相关（rho=0.442），MYH11、ACTA2等收缩标志下降，FN1、VCAN、RUNX2、SPP1等上升，IL1R1、TNFRSF1A、PDGFRB、ACKR3等受体基因向调节端升高。3.6节CellChat在高度炎症巨噬细胞与成骨/调节型VSMC间优先出SPP1（概率0.940）、GALECTIN、TNF、FN1、IL1、MIF等通路，具体配对为SPP1–CD44、TNF–TNFRSF1A、IL1B–IL1R1/IL1RAP、MIF–ACKR3、PDGFB–PDGFRB、FN1–SDC1/ITGB1。3.7节NicheNet优先配体含ITGAM、BMP1、IL1B、SPP1、TNF、MIF等，靶基因含CD44、IL1R1、ICAM1、VCAM1、TLR2、TLR4、NFKBIZ等，该靶程序在成骨/调节型VSMC中中位数0.140高于其他亚群-0.129且沿伪时间升高。3.8节GSE28829中精炼炎症巨噬细胞、NF-κB/TNF/IL1、inflammasome/NOD样受体、溶酶体/自噬、脂质-动脉粥样硬化、成骨/调节VSMC、候选配体-受体、SPP1–CD44轴及NicheNet靶程序均在晚期斑块显著升高，NicheNet靶程序p=0.00412，各签名间Spearman正相关。
讨论部分指出，高炎症性巨噬细胞并非新谱系而是炎症应激态的整合定位；VSMC连续谱反映转录有序性而非谱系转换；CellChat/NicheNet仅为表达与先验网络推导的假设优先级，非物理信号证据；批量正相关源于炎症、粘附、基质与重塑基因重叠而非因果方向性。局限包括公开数据样本量与空间信息受限、单细胞无法解析分泌与激活、伪时间非真实时序、批量混合信号难分细胞互作与微环境共享。
结论部分翻译如下：本研究整合人动脉粥样硬化斑块单细胞RNA测序与外部批量转录组数据，刻画炎症性巨噬细胞活化与VSMC重塑相关转录状态。研究人员识别出具炎症活化、细胞因子应答、应激应答、溶酶体/自噬相关及脂质-动脉粥样硬化相关特征的高炎症性巨噬细胞状态；VSMC伪时间揭示从收缩型向成骨/调节型的广泛转录连续谱，伴重塑相关基因及部分炎症或重塑相关受体基因表达增加；CellChat与NicheNet进一步优先排序涉及SPP1–CD44、TNF–TNFRSF1A、IL1B–IL1R1/IL1RAP、MIF–ACKR3、PDGFB–PDGFRB及FN1–SDC1/ITGB1的候选配体-受体与配体相关VSMC靶基因表达模式；GSE28829外部批量分析显示上述炎症巨噬细胞、成骨/调节VSMC、候选配体-受体、SPP1–CD44候选轴及NicheNet靶程序特征在晚期斑块更显著且正相关。整体发现支持人动脉粥样硬化中炎症性巨噬细胞活化与VSMC重塑的协同转录组关联，并为未来空间与功能验证提供假设生成的候选配体-受体及配体-靶程序。该文发表于《Journal of Cell Communication and Signaling》。
