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基于单细胞转录组测序揭示大鼠 角膜内皮损伤后基质细胞的动态 演化及功能异质性
吴龙旺 李沂键 晏志翔 邓负笈 杨于力1
中国人民解放军陆军军医大学第一附属医院(西南医院)眼科
摘要:
目的 利用单细胞转录组测序技术观察角膜内皮损伤后角膜基质细胞(CSCs)亚群动态变化及其在内皮-间质转化 (EnMT)进程中的潜在调控作用,为阐明角膜内皮功能障碍性疾病的发病机制并探索新的治疗靶点提供依据。 方法 将30只SD 大鼠构建角膜内皮急性机械损伤模型,并随机分为对照组(CON组)、损伤后5 d即EnMT顶峰期组(5D组)及损伤后10 d 即EnMT 逆转组(10D组),每组10只。通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术,系统分析各组大鼠角膜组织中CSCs的转录组特征。通过 无偏聚类分析鉴定CSCs亚群,结合功能富集分析(基因本体论)和拟时序分析,描绘CSCs亚群的功能特征及其在损伤修复过程中 的分化路径。 结果 共鉴定出8个功能异质的CSCs亚群。与CON组比较,5D组各亚群的组成和比例发生剧烈重塑。功能分析 揭示,这些亚群通过炎症应答(如白细胞介素-1)、细胞外基质(ECM)重塑(如转化生长因子-β/斯马德蛋白通路)及应激适应等关 键生物学过程协同调控 EnMT 微环境。差异基因分析显示,5D 组差异基因以 C-X-C 趋化因子配体 3(CXCL3)作为核心分子,协 同分泌型磷蛋白 1(SPP1)和基质金属蛋白酶13(MMP-13)等基因,共同介导了炎症放大与基质重构。拟时序分析描绘了CSCs从 起始态亚群(亚群2、4)经由多个功能特化的过渡态亚群,最终分化为终末态亚群(亚群5、8)的动态演化轨迹。 结论 角膜内皮损 伤后 CSCs 呈动态演化过程,功能存在异质性,CSCs 可通过调控炎症反应、基质重塑和应激适应等程序定向塑造 EnMT 微环境, CXCL3、SPP1和MMP-13可作为新的治疗靶点。
关键词:  
DOI:
分类号:
基金项目:国家自然科学基金面上项目(82271055);重庆市科卫联合医学科研项目面上项目(2022MSXM051)
Abstract:
Key words: