《The FASEB Journal》：Mining Potential Therapeutic Targets for T Cell Exhaustion in Osteoarthritis by Integrating Mendelian Randomization and Single-Cell Sequencing
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本研究通过整合孟德尔随机化（MR）与单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术，系统筛选出GPR65、LDLR、PLIN2和TRIM14作为骨关节炎（OA）中T细胞耗竭（TEX）相关的新型生物标志物，揭示其通过调控溶酶体通路和免疫细胞浸润参与OA病理进程，为开发靶向TEX的OA精准治疗策略提供理论依据。
摘要
研究聚焦T细胞耗竭（TEX）在骨关节炎（OA）中的调控作用，通过整合多组学数据与孟德尔随机化（MR）分析，发现GPR65、LDLR、PLIN2和TRIM14四个基因作为OA潜在生物标志物。其中PLIN2为保护性因子，其余为风险因子，其在OA滑膜组织中表达异常且富集于溶酶体通路。单细胞分析进一步揭示T细胞与肥大细胞为关键效应细胞，其分化轨迹中 biomarker 动态表达提示免疫代谢紊乱参与OA进展。
1 引言
OA作为一种慢性退行性关节疾病，以软骨降解、滑膜炎和骨赘形成为特征，全球患者超2亿，女性发病率约为男性两倍。传统抗炎药物仅能缓解症状，无法逆转病理进程。TEX作为T细胞在持续抗原刺激下的功能失调状态，与OA慢性炎症形成恶性循环，但其在OA中的机制尚未系统阐明。本研究通过MR与单细胞技术联合分析，旨在挖掘TEX相关基因（TEXRGs）在OA中的因果作用与治疗潜力。
2 材料与方法
从GEO数据库获取OA转录组数据（GSE55235、GSE55457）和单细胞数据（GSE152805），从IEU OpenGWAS下载OA的GWAS数据（ebi-a-GCST005814）。通过差异表达分析筛选TEXRGs，结合MR（以eQTL为工具变量）验证基因与OA的因果关系，并开展ROC曲线、免疫浸润、药物预测及单细胞轨迹分析。
3 结果
3.1 候选基因筛选与功能分析
共鉴定146个OA差异表达TEXRGs，富集分析显示其显著关联白细胞黏附、溶酶体等通路。PPI网络提示IL6与ICAM1、IL18等基因互作密切。
3.2 MR验证关键基因因果关联
MR分析显示LDLR（OR=1.168）、GPR65（OR=1.090）、TRIM14（OR=1.128）为OA风险因子，PLIN2（OR=0.915）和TGFBR3（OR=0.825）为保护因子（IVWp<0.05）。异质性检验（Cochran’s Qp>0.05）与水平多效性分析（MR-Egger截距p>0.05）支持结果稳健性。
3.3 生物标志物确定与诺模图构建
GPR65、TRIM14在OA组织中表达上调，LDLR、PLIN2下调（p<0.05）。ROC曲线下面积（AUC）均>0.7。基于四基因构建的诺模图预测效能良好（校正曲线斜率近1）。
3.4 染色体定位与功能富集
基因定位显示LDLR（chr19）、GPR65（chr14）、PLIN2/TRIM14（chr9）。GSEA提示生物标志物共同富集于溶酶体（NES=2.12）和剪接体通路。
3.5 免疫浸润特征
OA样本中记忆B细胞浸润升高，静息肥大细胞减少（p<0.05）。LDLR与静息肥大细胞正相关（cor=0.85），TRIM14负相关（cor=?0.87），提示免疫代谢交互作用。
3.6 调控网络与药物预测
构建lncRNA-miRNA-mRNA网络，如LDLR-hsa-miR-27a-3p-XIST。分子对接显示嘌呤霉素（puromycin）与LDLR结合能低至?9.3 kcal/mol，棉酚（gossypol）与TRIM14结合能为?7.6 kcal/mol，提示靶向潜力。
3.7 单细胞鉴定关键细胞群
单细胞聚类识别19个细胞亚群，其中T细胞与肥大细胞高表达PLIN2和GPR65。伪时序分析显示T细胞分化中GPR65表达呈动态波动，PLIN2持续下降，提示细胞状态特异性调控。
3.8 细胞互作与分化轨迹
细胞通讯分析揭示神经祖细胞与成纤维细胞、T细胞交互密集。T细胞分化为3亚型，肥大细胞分化为5状态，生物标志物表达随分化时间演变，如肥大细胞中GPR65、PLIN2表达随时间上升。
4 讨论
PLIN2通过稳定脂滴调控脂代谢，LDLR介导脂蛋白内吞，二者异常可能通过氧化应激与NF-κB通路加剧TEX和软骨降解。GPR65响应关节腔酸环境促进疼痛信号，TRIM14则通过IFN-β通路驱动T细胞耗竭。单细胞数据证实T细胞与肥大细胞为核心靶细胞，其分化轨迹中生物标志物动态变化折射OA免疫代谢失衡。局限性在于缺乏独立临床队列验证，未来需通过动物实验明确靶点干预机制。
5 结论
GPR65、LDLR、PLIN2和TRIM14作为OA中TEX相关新型生物标志物，为开发免疫代谢靶向治疗提供新方向。
