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谁在动脉斑块中调兵遣将?国产空间转录组助力,首个人动脉PTLO图谱登上Nature子刊封面

生信人  · 公众号  · 生物  · 2025-06-14 07:04

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结合单细胞转录组测序与高分辨率空间转录组技术,构建了首个人类动脉粥样硬化斑块的空间单细胞图谱 (图 1a)。在scRNA-seq中,共分析了来自9位颈动脉内膜切除术患者的10个斑块样本,覆盖101,276个细胞,共鉴定出14类主要细胞类型(图1b,c)。在Stereo-seq中,研究者从7位患者中获取10个连续切片,通过DNA染色与图像分割,实现了304,865个细胞的空间定位与转录信息提取(图1d)。

1 动脉粥样硬化斑块的空间单细胞转录组图谱

2、动脉粥样硬化中 PTLOs 的鉴定

基于构建的动脉粥样硬化斑块空间单细胞转录组图谱(图 1d), 研究首次明确鉴定了斑块内的三级淋巴结构( PTLOs) (图 2a)。病理染色和多重免疫荧光验证了这些PTLOs富集B细胞和浆细胞,而非巨噬细胞和平滑肌细胞(图2b)。通过对PTLOs与斑块其他区域的转录组比较, 鉴定出了特异表达基因集 (图 2c)。这些基因富集于B细胞活化及免疫应答通路(图2d,f)。微区切取样本的整体RNA测序进一步验证了PTLOs的基因表达特征(图2e),两种方法结果高度一致。比较PTLOs与已报道TLOs的基因特征发现,PTLOs具有独特的转录谱,且缺乏成熟TLOs标志基因(如BCL6、CR2), 提示 PTLOs可能为未成熟状态

2 动脉粥样硬化中 PTLOs 的鉴定

3、动脉粥样硬化中的PTLOs代表三级淋巴结构中组织最初级阶段

TLOs通常经历无CD21+滤泡树突状细胞的初始期、具CD21+ FDC的初级期,最终达到具生发中心的成熟期。相比之下, PTLOs缺乏典型的GC结构 (图 3a,b),仅见零星BCL6+ B细胞, 且未检测到 CD21+ FDC。PTLOs中存在关键的LAMP3+树突状细胞 (图 3c,d),其在抗原呈递和T细胞调控中发挥重要作用。


免疫荧光染色和 Stereo-seq分析显示 PTLOs内存在淋巴管新生,表现为LYVE1+淋巴内皮细胞高表达 (图 3e),并确认了血管和平滑肌细胞标记α-SMA的共存。高内皮静脉标志PNAd在PTLO微血管中表达(图3c,d),提示其介导淋巴细胞进入的功能。 此外, 细胞互作分析显示, FLSMC分泌的CXCL12与PTLO中表达CXCR4的B细胞和T细胞显著相互作用(图3i,j)。KEGG通路富集分析揭示FLSMC中特异基因主要富集于NF-κB信号通路, 提示其通过激活该通路促进趋化因子和黏附分子表达 (图 3k,l)。

3 动脉粥样硬化中 PTLO 的组织和起源

4、PTLO中的B细胞可能来源于PVAT

动脉平滑肌层通常被视为免疫豁免区, B细胞主要来源于血液,但PTLOs中B细胞的多样化和增殖表明免疫豁免可能被破坏,且 PTLO内丰富的血管、淋巴管和HEVs提示B细胞可能来自血液以外的部位 (图 4a,b)。通过对同一患者的斑块、邻近PVAT及血液进行单细胞RNA测序,鉴定出16种细胞类型, 发现斑块与 PVAT中的B细胞及浆细胞转录特征高度相似 (图 4c,d)。利用线粒体RNA突变追踪免疫细胞克隆性, 发现 PVAT与斑块中的B细胞和浆细胞存在共享的亚克隆突变,而血液中缺失该亚克隆 (图 4e,f),且该亚克隆表达丰富的免疫活化及效应基因(图4g)。结果提示PVAT中的B细胞可能通过平滑肌层迁移至斑块,参与斑块免疫微环境调控。

4 PTLO中的B细胞可能来源于PVAT

5、PTLOs中多样化B细胞介导的适应性免疫功能

作者 通过单细胞 RNA测序鉴定出血液、斑块及PVAT中10个B细胞亚群(图5a), 发现







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