整合小鼠单细胞与空间转录组学及人源验证鉴定NAFLD/MASLD中与免疫和实质特征相关的多细胞线粒体基因特征

《Clinical and Experimental Medicine》：Integrated murine and human transcriptomics prioritizes a multicellular mitochondrial signature associated with immune and parenchymal features in NAFLD/MASLD

代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD），历史上称为非酒精性脂肪性肝病（NAFLD），涉及代谢失调、线粒体应激和免疫重塑。然而，疾病相关的多细胞转录程序及其空间背景仍未能被完全定义。本研究整合了探索性小鼠单细胞RNA测序（scRNA-seq）、人类bulk转录组学、小鼠空间转录组学以及在游离脂肪酸（FFA）处理的人肝细胞模型中的RT-qPCR。小鼠scRNA-seq发现数据集包含1例对照样本和2例NAFLD样本。以单核细胞为重点的单细胞分析用于筛选候选基因，随后在人类bulk转录组数据集中进行验证，在小鼠肝组织切片中空间定位，并评估其对肝细胞脂毒性应激的转录响应性。对37,220个小鼠单细胞的探索性分析表明，在仅有的2例NAFLD样本中单核细胞比例相对于1例对照样本而言较高。单核细胞层面的差异表达分析和hdWGCNA筛选出一个由七个基因组成的线粒体基因集，包括Atp5k、Atp5e、Cox7a2、Cox7c、Cox6c、Cox5b和Cox6b1，对应人类基因ATP5ME、ATP5F1E、COX7A2、COX7C、COX6C、COX5B和COX6B1。在人类bulk转录组中，该同源基因集与氧化磷酸化相关、DNA修复、p53、TGF-β、PI3K-AKT-mTOR及免疫调节性转录特征相关，但未建立单个基因与这些通路之间的直接调控关系。空间分析表明，多个富含不同细胞类型的多细胞区域之间存在推断的邻域关系，包括巨噬细胞富集区和肝细胞富集区，且枢纽基因在多细胞位点中广泛表达。RT-qPCR显示，所有七个人类同源基因在FFA处理的HepLi5细胞中表达上调，表明其对肝细胞脂毒性应激具有转录响应性。这项探索性跨物种研究筛选出一个与NAFLD/MASLD中免疫和实质特征相关的多细胞线粒体特征。该基因集最初通过以单核细胞为重点的小鼠分析筛选得出，但并不局限于单核细胞，且表现出与实质细胞相关的显著表达。该特征为未来针对NAFLD/MASLD中线粒体应激的细胞分辨研究提供了假设生成框架；然而，其生物标志物效用、预后价值和临床治疗相关性仍需在更大规模具有临床标注的队列和功能性研究中进行验证。