系统性红斑狼疮女性患者树突状细胞耐受功能异常的转录组学分析

《Frontiers in Immunology》：Gene expression profiling of dendritic cell tolerance dysfunction in women with systemic lupus erythematosus

背景：树突状细胞（Dendritic Cells, DCs）是免疫耐受的核心调节因子，其表型和功能的紊乱会导致系统性红斑狼疮（Systemic Lupus Erythematosus, SLE）中自身耐受的破坏。耐受性树突状细胞（Tolerogenic DCs, tolDCs）能够抑制自身反应性反应并促进外周耐受，是自身免疫性疾病治疗的重要靶点。 方法：研究人员分析了从SLE个体和健康对照者的单核细胞体外生成的DCs的转录谱，以识别疾病特异性的耐受相关通路紊乱。 结果：干扰素刺激基因（Interferon Stimulated Genes, ISGs）在所有细胞环境中均表现为优势标志物，其中单核细胞的富集程度最为显著；关键的ISGs（IFI27, IFI44L, USP18, IFI6）在调控网络中发挥核心枢纽作用，强调了它们在诊断和致病机制中的重要性。在SLE供体的tolDCs中，脂质代谢通路发生了选择性改变，提示促消退脂质介质的合成受损。此外，SLE单核细胞来源的DCs（moDCs）中IL10RA表达的降低和IRF4活性的失调表明IL-10介导的耐受性分化存在内在缺陷。 结论：综上所述，这些发现表明，干扰素驱动的转录重编程、受损的IL-10信号传导以及异常的脂质代谢编程共同损害了SLE中DCs的耐受能力。这突出了可用于靶向恢复免疫耐受和减少慢性炎症的关键机制通路。

论文解读

该研究由研究人员发表于《Frontiers in Immunology》，聚焦于系统性红斑狼疮（SLE）这一主要影响育龄女性的自身免疫性疾病。SLE的核心发病机制在于免疫耐受的破坏，导致机体产生大量自身抗体攻击自身组织。树突状细胞（DCs）作为连接固有免疫与适应性免疫的桥梁，其功能异常被认为是导致SLE免疫耐受崩溃的关键因素。尽管既往研究已广泛报道了SLE患者体内DCs的数量和功能异常，但对于单核细胞向DCs分化过程中的动态转录变化，特别是耐受性树突状细胞（tolDCs）的分化轨迹及相关调控网络在SLE中的具体表现仍缺乏深入了解。鉴于此，研究人员旨在通过体外细胞模型，比较SLE患者与健康对照者单核细胞及其分化后的moDCs和tolDCs的转录谱差异，以期揭示SLE中DCs耐受功能异常的分子机制。

为开展此项研究，研究人员招募了23名符合2019年EULAR/ACR分类标准的墨西哥裔SLE女性患者及10名健康对照者作为研究队列。研究人员从外周血中分离出单核细胞，并在体外分别诱导分化为炎症性单核细胞来源树突状细胞（moDCs）和耐受性树突状细胞（tolDCs）。随后，研究人员提取各组细胞的总RNA进行高通量RNA测序（mRNA-seq），并利用生物信息学手段进行差异表达基因（DEGs）分析、基因本体论（GO）及通路富集分析。此外，研究人员还构建了基于顺式调控元件的神经网络（pySCENIC）以推断转录因子调控网络，从而全面解析SLE背景下DCs分化过程中的转录调控特征。

在研究结果的呈现上，研究人员首先展示了实验设计的概览以及临床队列的特征。随后，通过流式细胞术验证了不同细胞类型的表型，并确认了体外分化方案的成功。在细胞类型特异性转录特征分析中，研究人员发现SLE患者的单核细胞表现出最强的干扰素刺激基因（ISGs）上调，包括IFI27、CMPK2、EIF2AK2等，且IFI27是唯一在三种细胞类型中均上调的基因。通路富集分析进一步证实了I型干扰素信号通路在SLE单核细胞中的主导地位。

在moDCs和tolDCs的体外分化过程中，研究人员观察到超过8000个显著差异表达基因。与对照组相比，SLE患者的tolDCs在胆固醇合成和脂质代谢相关通路上表现出独特的下调模式，例如CYP51A1、DHX58等基因的显著降低，提示SLE中DCs的耐受性分化伴随着脂质代谢的重编程。此外，研究人员还发现SLE moDCs中IL10RA的表达下降，而IRF4活性失调，这暗示了IL-10介导的耐受信号传导存在缺陷。在交互作用分析中，共有33个差异基因被鉴定为SLE特异性，其中BCL11A被确定为在SLE tolDCs中显著下调的核心调控因子，其靶基因富集于干扰素信号通路，表明I型干扰素信号印记可从单核细胞延续至后续的DCs分化阶段。

在讨论部分，研究人员指出，本研究证实了ISGs是SLE不同DCs亚型中的强分子标志物，强调了干扰素信号在SLE病理生理中的核心作用。研究发现SLE tolDCs的转录特征不仅涉及经典的干扰素通路，还深度涉及代谢和增殖通路，特别是脂质稳态的破坏可能导致炎症小体激活及促炎细胞因子分泌，从而损害免疫耐受。尽管体外培养体系可能部分掩盖了体内的炎症信号差异，但通过轨迹分析，研究人员成功捕捉到了SLE特异性分化程序的改变。IL-10受体亚基A（IL10RA）的减少和干扰素调节因子4（IRF4）的异常共同指向了SLE患者外周耐受的内在缺陷。此外，研究还强调了转录因子BCL11A和ZBTB7B在SLE DCs分化调控网络中的潜在作用，为理解SLE的表观遗传调控提供了新视角。

结论部分总结道，SLE患者单核细胞中ISGs的表达增加，证实了这一强烈的特征性签名在细胞向DCs亚型分化的过程中持续存在。无论是moDCs还是tolDCs，均表现出涉及免疫信号通路、脂质代谢和表观遗传调节因子的疾病特异性转录重塑。对耐受性特征的分析揭示了其与经典体外模型既存在一致性也存在差异性，这表明耐受性程序的建立深受SLE细胞和炎症环境的影响。干扰素驱动的程序在不同分化轨迹中的持续性凸显了IFN-JAK/STAT轴作为影响SLE中DCs生物学核心通路的重要性，这为靶向干扰素信号传导（如使用抗I型干扰素生物制剂或JAK抑制剂）的治疗策略提供了理论依据。同时，代谢和表观遗传调控通路的改变也为调节耐受性功能提供了额外的潜在干预靶点。