利用单细胞转录组学和组织病理学技术分析山羊外周血单核细胞在多杀性巴氏杆菌感染后的动态变化

《Veterinary Research》：Profiling cell dynamic changes of goat peripheral blood mononuclear cells after Pasteurella multocida infection with single-cell transcriptomics and histopathology

　　

摘要

外周血单核细胞（PBMCs）是免疫系统的重要组成部分，它们在调节细胞免疫和体液免疫反应的同时维持着免疫稳态。本研究利用单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术，探讨山羊感染Pasteurella multocida（P. multocida）后PBMCs的免疫反应。研究人员对感染前后的山羊PBMCs进行了scRNA-seq分析，并对感染宿主的不同组织进行了病理学检查。结果显示，重组酶聚合酶扩增-侧向流动试纸（RPA-LFD）检测到外周血和肺部的P. multocida存在，组织病理学检查也证实了病变。共有42,615个细胞被归类为九个亚群，研究揭示了免疫细胞群体的动态变化：感染后B细胞和单核细胞数量显著增加，而T细胞和巨核细胞数量则减少。进一步分析发现48个在对比组中差异表达的基因，这些基因在免疫相关基因本体论（GO）术语及京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路中富集明显，包括IL-17信号通路和细胞因子-细胞因子受体相互作用通路。伪时间轨迹分析揭示了四种B细胞和两种T细胞的分化途径。感染后细胞间通讯活性增强。将RNA-seq数据整合分析后，确定了几个可能在感染早期起关键作用的基因（IL1R2、RBM34、EDEM3和MZB1）。这些发现显著推进了人们对山羊感染P. multocida早期阶段PBMCs介导的免疫反应的理解，明确了关键基因和免疫通路。该研究不仅为山羊免疫学研究提供了宝贵见解，也为开发改进的诊断工具和针对这种具有经济重要性的病原体的靶向治疗手段奠定了基础。