《PLOS One》:A multifaceted analysis of OTUD5 integrated MAVS in innate immunity of Primary Biliary Cholangitis
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本文通过生物信息学与实验验证相结合的方法,系统揭示了去泛素化酶OTUD5通过调控线粒体抗病毒信号蛋白MAVS影响原发性胆汁性胆管炎(PBC)先天免疫的分子机制。研究发现PBC患者外周血及肝组织中OTUD5与MAVS表达显著上调,单细胞测序进一步锁定巨噬细胞亚群11为关键作用靶点,为PBC的靶向治疗提供了新思路。
背景
原发性胆汁性胆管炎(PBC)是一种以肝内小胆管损伤为特征的慢性自身免疫性肝病,好发于中年女性,全球年发病率为17.6/百万。尽管熊去氧胆酸(UDCA)等药物可延缓疾病进展,但部分患者仍会发展为肝硬化。近年研究发现X染色体连锁基因簇(如OTUD5、PQBP1、TIMM17B等)在PBC女性患者中呈现特异性表达异常,但其机制尚未明确。
方法
研究整合GEO数据库(GSE79850、GSE119600)中PBC患者肝组织及全血转录组数据,通过机器学习算法(SVM-RFE、LASSO)筛选差异表达基因(DEGs),并利用CIBERSORT分析免疫细胞浸润特征。通过RT-qPCR、免疫组化及免疫荧光验证OTUD5和MAVS在临床样本(16例PBC vs. 10例健康对照)中的表达。进一步采用单细胞RNA测序(scRNA-seq)对PBC患者外周血单核细胞(PBMC)进行分群,解析巨噬细胞亚群特征。通过慢病毒敲低RAW264.7巨噬细胞中OTUD5,观察MAVS表达变化。
结果
- 1.
免疫细胞浸润特征:PBC肝组织中NK细胞、静息肥大细胞活化,单核细胞及嗜酸性粒细胞比例改变;外周血中CD4+初始T细胞、Treg细胞及M0型巨噬细胞增多,M2型巨噬细胞减少。
- 2.
关键基因表达:OTUD5在PBC患者外周血中显著高表达,而PQBP1、TIMM17B下调;MAVS在肝组织芯片数据及免疫组化中均显示上调。
- 3.
单细胞测序发现:巨噬细胞亚群11(高表达CD68、IFI30、TCF7L2)中OTUD5与MAVS共表达显著,该亚群具M1型巨噬细胞特征,富集于MAPK结合、GTP酶活性及NF-κB通路,且与IFN-γ、IFN-α炎症信号密切关联。
- 4.
相互作用验证:蛋白互作预测(STRING数据库)提示OTUD5与MAVS直接关联;敲低OTUD5后,RAW264.7细胞中MAVS蛋白表达显著抑制(P<0.05),免疫荧光显示二者共定位于巨噬细胞胞质。
- 5.
转录调控网络:亚群11中KLF4、MAFB、RXRA等转录因子特异性激活,并通过CCR1-CCL3/CCL5轴与亚群14形成密切细胞互作。
讨论
本研究首次揭示OTUD5-MAVS轴在PBC巨噬细胞亚群11中的核心作用。该亚群的高分化特性及炎症信号通路激活,提示其可能通过线粒体先天免疫应答驱动胆管损伤。X染色体基因(如OTUD5)的性别偏向性表达为PBC女性高发提供了表观遗传学解释。未来需扩大样本验证亚群11在肝内胆管微环境中的具体功能。
结论
OTUD5通过调控MAVS表达参与PBC先天免疫异常,巨噬细胞亚群11为潜在干预靶点。研究为PBC的精准诊断及免疫治疗提供了新方向。