今天讲的这篇文章，应该是免疫微环境研究中比较烧钱的，他们通过空间转录组和单细胞测序等技术，分析了巨噬细胞与上皮细胞的重塑。这篇文章是中山大学附属第七医院耳鼻咽喉科的博士后，发表在14.2分的Journal Allergy Clin Immunol上的文章，说实话是挺烧钱的：
他们研究的内容是eCRSwNP（嗜酸性粒细胞性慢性鼻-鼻窦炎伴鼻息肉）， 这是一种持续的鼻窦粘膜炎症性疾病，这个鼻息肉的一个显著特征，就是上皮细胞的重塑，包括基底细胞和杯状细胞增生、基底膜增厚等。他们就从空间转录组学入手，来分析eCRSwNP中上皮细胞重塑病变的原因。空间转录组其实就是分析具体空间位置上mRNA的表达情况，测序的捕获探针都带有具体的位置信息：
通过空间转录组分析，他们发现了eCRSwNP和健康对照的上皮细胞中显著差异表达的基因：
通过对于差异基因的聚类分析，他们发现eCRSwNP上皮细胞中EMT相关的蛋白VIM(Vimentin，这个蛋白在EMT上皮间质转换信号通路中有着比较重要的作用，不清楚EMT通路的话，可以去看看《信号通路是什么鬼？》系列)。他们发现了EMT、氨基酸/葡萄糖代谢、细胞外基质组织、丙酮酸代谢和FAO等通路，在eCRSwNP上皮细胞中得到了富集。而空间转录组学也可以显示出，eCRSwNP中免疫细胞也有明显的浸润，包括B细胞、T细胞、巨噬细胞、髓样细胞等免疫细胞都有不同程度的浸润，这也就提示了免疫细胞的浸润很可能与eCRSwNP上皮细胞的重塑有着一定的联系：
为了分析免疫微环境中，免疫细胞对于eCRSwNP上皮细胞的重塑的关联性，他们又通过单细胞测序（下图的UMAP图，就是展示单细胞测序的结果，UMAP图和tSNE图类似，都是将基因表达作为多重主成因的PCA分析，进行了降维，展示成二维图像，不清楚的话可以看看《列文虎克读文献》和《夏老师带你读文献》），分析了浸润eCRSwNP上皮的免疫细胞亚群。结果发现ALOX15+的M2巨噬细胞在eCRSwNP中特异性增多：
相比ALOX15- M2巨噬细胞浸润的CRSwNP，ALOX15+ M2巨噬细胞比例高的CRSwNP表现出更明显的上皮重塑特征，ALOX15+ M2巨噬细胞高，会导致息肉组织中与炎症驱动上皮重塑相关的基因显著增加，而与上皮形态完整性相关的转录本显著减少（下面的小提琴图展示的就是这一现象，不清楚小提琴图要怎么看的话，可以回去看看《夏老师带你读文献》复习下）：
ALOX15+ M2巨噬细胞需要与上皮细胞建立起互作，才能解释ALOX15+ M2巨噬细胞对于上皮细胞重塑所产生的影响。于是他们分析了单细胞测序结果中ALOX15+ M2巨噬细胞对于上皮细胞之间的串扰，这种串扰是建立在配体和受体之间结合导致的细胞通讯的基础上的。例如ALOX15+ M2巨噬细胞产生了WNT5B，结合了上皮细胞上Wnt信号通路的受体（Wnt信号通路也是比较经典的信号通路，通过细胞外的Wnt作为配体激活下游的β-Catenin，不熟悉的话，可以去看看《信号通路是什么鬼？》系列）：
为了验证ALOX15+ M2巨噬细胞对于上皮细胞的影响，他们进行了共培养分析。通过共培养，他们发现ALOX15+ M2巨噬细胞，的确能对上皮增殖和分化造成影响，在hNEC（人鼻黏膜上皮细胞）中诱导EMT（上皮间质转化，这个其实在肿瘤中研究的也比较普遍，也就是通过上皮细胞和间质细胞之间性状的转换，导致上皮细胞迁移侵袭能力增强，不清楚的话可以看看《信号通路是什么鬼？》系列）：
之前的分析发现ALOX15+ M2巨噬细胞所产生的CCL13、CCL18、OPN（骨桥蛋白）和WNT5B，是诱导上皮细胞EMT的潜在配体。通过使用者几种细胞因子、趋化因子和配体，对上皮细胞进行进一步的诱导（这里其实也就是柯霍氏法则的验证，移入一个潜在的因子，来分析可能导致的表型，确定是哪个配体对表型产生的贡献，不清楚柯霍氏法则的话，可以看看《科研的推理和逻辑：从实验台到咖啡桌》、《轻松的文献导读》和《列文虎克读文献》），结果发现ALOX15+ M2巨噬细胞通过产生CCL13，促进了上皮细胞的EMT转化：
最后就形成了这样一个示意图，其实这篇文章思路还是挺清楚的，首先是通过空间转录组学分析，明确eCRSwNP的上皮重塑，以及免疫细胞的浸润。然后通过单细胞测序分析免疫浸润的具体细胞亚群，然后进一步分析，明确免疫细胞与上皮细胞之间的Crosstalk，接着通过体外实验进行了验证：
整篇文章的思路是比较清晰的，烧的钱估计也是不少，但得到最终的这个结果是挺不错的。好了，今天就先策到这里吧，有兴趣的话，可以看看原文，祝你们心明眼亮。
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