免疫 - 血管 - 纤维化重塑界定了系统性硬化症皮肤中的神经免疫组织微环境,并与人类周围神经损伤程序相一致

《Molecular Immunology》:Immune–vascular–fibrotic remodeling defines a neuroimmune tissue niche in systemic sclerosis skin and converges with human peripheral nerve injury programs

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月20日 来源:Molecular Immunology 3.7

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   •系统性硬化症(SSc)皮肤展现出稳健的免疫-血管-纤维化神经免疫生态位。•人类神经病变程序与SSc皮肤特征部分汇聚。•单细胞数据将信号定位到成纤维细胞、血管细胞和免疫细胞。•经过细胞校正的七种效应在整体校正后仍保持显著。•IL1B、TNF、VEGFA和TGFB1通路生成了可

  
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    系统性硬化症(SSc)皮肤展现出稳健的免疫-血管-纤维化神经免疫生态位。
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    人类神经病变程序与SSc皮肤特征部分汇聚。
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    单细胞数据将信号定位到成纤维细胞、血管细胞和免疫细胞。
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    经过细胞校正的七种效应在整体校正后仍保持显著。
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    IL1B、TNF、VEGFA和TGFB1通路生成了可检验的假说。

引言

系统性硬化症(SSc)是一种典型的免疫介导纤维化疾病,其中血管损伤、先天性和适应性免疫失调以及渐进性细胞外基质重塑共同导致皮肤和多个内部器官受损(Denton和Khanna, 2017, Varga和Abraham, 2007, Allanore等, 2015, Gabrielli等, 2009)。因此,大多数机制和治疗研究集中在间质性肺病、肺血管疾病、胃肠道受累和皮肤纤维化方面。然而,临床表型比这一经典的血管-纤维化框架更为广泛。神经系统表现,特别是自主神经功能障碍和周围神经病变,越来越被认为具有临床意义,但其机制尚不完善(Amaral等, 2013, Hughes等, 2023, Alvarez-Hernandez等, 2024, Delliaux等, 2024, Rodrigues等, 2022a, Rodrigues等, 2022b, AlMehmadi等, 2021, Raja等, 2021)。
目前的临床信号已较为一致。一项范围综述总结了SSc中跨心血管、胃肠道及其他表型的自主神经功能障碍(Hughes等, 2023)。心率变异研究报道了交感-迷走平衡的改变,并提示自主神经指标可能有助于区分SSc表型(Delliaux等, 2024, Rodrigues等, 2022a, Rodrigues等, 2022b)。自主神经功能障碍还与胃肠道转运异常和临床表型相关(Alvarez-Hernandez等, 2024),自主神经功能障碍与SSc中的微血管损伤相关(Raja等, 2021)。同时,系统性和前瞻性研究表明,周围神经病变(包括大纤维和感觉受累)在SSc中并不少见(AlMehmadi等, 2021, Raja等, 2021)。这些表现可能导致疲劳、疼痛、胃肠道运动障碍、血管不稳定和生活质量下降。尚不明确的则是这些表现如何与SSc的组织生物学相联系。
从生物学角度看,这种联系是合理的。周围神经并不孤立运作;它们依赖血管供应、免疫监视、雪旺细胞支持、细胞外基质结构以及精密调控的炎症信号。在外周神经损伤和修复过程中,巨噬细胞、T细胞、补体、趋化因子、细胞因子、雪旺细胞反应和基质重塑协调退化、轴突再生、疼痛敏化和组织修复(Wofford等, 2022, Ellis和Bennett, 2013, Martini和Willison, 2016, Lutz和Lucas, 2022, Yim和Wang, 2022)。这些过程与SSc生物学存在重叠,其中干扰素激活、髓系细胞扰动、内皮损伤、补体激活和TGF-β驱动的纤维化是反复出现的致病特征(Denton和Khanna, 2017, Varga和Abraham, 2007, Allanore等, 2015, Gabrielli等, 2009, Assassi等, 2015, Assassi等, 2019, Farutin等, 2021, Gur等, 2022, Gaydosik等, 2021, Tabib等, 2021, Kuzumi等, 2021, Fang等, 2022)。因此,SSc中的神经受累可能并非独立的疾病过程,而是与重塑皮肤、血管和内脏相同的免疫-血管-纤维化微环境的后果。
在转录组分辨率上,这一可能性在很大程度上仍未被检验。先前的总体基因表达研究确定了SSc皮肤的内禀亚集、干扰素和纤维化特征,以及治疗相关的分子程序正常化(Assassi等, 2015, Assassi等, 2019, Farutin等, 2021)。较近期的单细胞研究绘制了SSc皮肤和血液中疾病相关的成纤维细胞、内皮细胞、免疫细胞和T细胞状态,包括LGR5阳性成纤维细胞扰动、皮肤特异性T细胞反应和成纤维细胞前体程序(Gur等, 2022, Gaydosik等, 2021, Tabib等, 2021, Kuzumi等, 2021, Fang等, 2022)。这些研究定义了SSc组织生物学的分子景观,但它们并非旨在探究自主神经功能障碍或周围神经病变。相反,临床神经生理学研究通常不包括组织水平的转录组分析。因此,SSc相关神经受累的临床认知与可能支持它的免疫-基质程序的机制理解之间仍存在差距。
我们通过一种谨慎的公开数据策略来解决这一差距。我们并未尝试从缺乏神经传导研究、定量感觉测试、心率变异、汗液运动测试、表皮内神经纤维密度或已验证神经病变终点的数据库中诊断神经病变。相反,我们探究了SSc血液和皮肤是否携带神经免疫和周围神经损伤相关的转录程序;这些程序是否与纤维化、血管损伤、干扰素、趋化因子、补体和炎性体生物学汇聚;外部的人类周围神经病变数据集是否支持机制水平的汇聚;以及单细胞数据是否将这些信号定位到合理的免疫、血管和基质细胞区室。分析流程如图1所示,公开数据集详见表1。

章节摘要

研究设计和报告框架

这是一项对公开可用转录组数据集的整合性二次分析。研究设计遵循观察性报告透明度的逻辑,包括明确的数据库登录号报告、分组定义、预处理、统计阈值、外部评估策略和局限性(von Elm等, 2007)。机器学习分析被视为探索性转录组特征分析,而非临床诊断模型开发。枢纽评分结果如下

跨尺度设计在不假设神经病变标签的情况下检验了神经免疫汇聚

我们围绕三个证据层次组织研究:SSc疾病相关的转录组重塑、外部人类周围神经病变生物学以及在人群规模SSc单细胞图谱中的细胞区室定位(图1)。这种结构是必要的,因为现有的公开SSc转录组数据集不包含直接的自主神经测试、神经传导、小纤维密度或已验证的神经病变终点。因此,推断的目标是机制水平的

讨论

本整合性分析将SSc相关的神经免疫生物学置于已定义该疾病的组织程序中。核心观察并非公开SSc数据集能够诊断自主神经功能障碍或周围神经病变;现有的元数据不支持这种推断。相反,SSc皮肤和血液携带了神经免疫导向的转录程序,这些程序反复与血管损伤、纤维化、干扰素激活、趋化因子信号汇聚,

结论

SSc表现出可重复的神经免疫导向转录组模式,该模式在皮肤中最为显著,并与干扰素激活、血管损伤、纤维化、趋化因子信号、补体/吞噬作用和炎性体生物学相关。与人类周围神经病变数据的外部比较支持部分机制水平的汇聚,而单细胞定位和患者水平靶向伪总体检测则指出了免疫-基质和血管细胞区室的参与。这些发现

作者贡献

Y.L.构思并设计了研究,进行了生物信息学分析,解读了数据,生成了图表,并撰写了初稿。Y.H.、J.Y.和S.H.参与了数据收集、文献综述和数据解读。W.C.对研究设计、数据解读和论文的关键修订做出了贡献。L.Z.监督了研究,参与了研究设计,并修订了论文。所有数据均为内部生成,未使用论文工厂。所有

伦理声明

本研究使用了去标识化的公开可用数据集。未招募新的人类参与者,也未生成新的可识别的人类数据。伦理批准和知情同意已在生成公开数据集的原始研究中处理。

代码可用性

包括预处理、统计分析、可视化和敏感性检验(包括修订分析)在内的完整R工作流程已存档于Zenodo:10.5281/zenodo.21762093。所有随机过程均使用固定的随机种子6600,该种子在分析脚本中明确设定;软件和包版本记录在随附的会话信息文件中。

资金支持

本研究由中国温州市科学技术局通过项目"STC-1在调节Treg/Th17平衡中缓解白塞病的作用及机制研究"(项目编号:Y20240269)资助。该资助授予了Yang Lu。

利益冲突声明

作者在本工作中不存在利益冲突。
Yang Lu|Yingtong He|Jiaying Yao|Shuxuan Huang|Weiwei Chen|Lifen Zheng
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