大家好,今天跟大家分享题为为炎症性肠病的治疗方向带来新的见解。研究结果“B cell expan sion hinders the stroma-epith elium regene rative cross talk during mucosal healing”发表在《Immunity》,为了深入了解粘膜愈合(MH)的细胞控制机制,研究人员首先在DSS诱导的小鼠结肠炎模型中研究了肠道损伤和MH过程中细胞浸润的动力学,发现在结肠炎模型的恢复期,B细胞数量剧增,成为结肠组织中最主要的免疫细胞类型。
01
研究背景
促进肠道再生的治疗前景广阔,但明确了细胞机制影响组织再生仍然是一个尚未解决的挑战。深入了解粘膜的过程在愈合过程中,我们经常检查睾丸损伤和再生过程中的免疫细胞组成。B细胞是愈合结肠中的主要细胞类型,单细胞核糖核酸测序(scRNA-seq)显示IFN诱导的B细胞亚群在实验性粘膜愈合过程中的扩增,主要是位于受损区域,与结肠炎的严重程度有关。
B细胞耗竭加速恢复损伤、上皮溃疡减少以及与组织损伤相关的基因表达程序增强建模。来自上皮和基质室的scRNA-seq与空间转录组学相结合多重免疫染色显示B细胞减少了基质和上皮之间的相互作用粘膜愈合过程中的细胞。活化的B细胞破坏了器官所需的上皮-基质串扰noid生存。
见图一
实验性结肠炎期间浸润性免疫细胞群的动力学鉴定了在恢复过程中扩增的B细胞。
图一
(A–C)在C57BL/6小鼠中,通过饮水给药f2%DSS,随后用7天的常规水给药,诱导了(DSS)结肠炎恢复(A) 在指定的时间点重新测量体重、(B)渗透性和(C)浸润CD45+免疫细胞的克隆组织的绝对数量。
(D–F)在指定时间点通过12种颜色的表面染色对浸润的CD45+免疫细胞进行流式细胞术分析。(D) 分析单元格的tSNE表示种群和(E)分布。(F) 分析的细胞群体的绝对数量。
(G) 第14天小鼠组织的E-钙粘蛋白(红色)、B220(绿色)、波形蛋白(紫色)和DAPI(蓝色)的H&E染色和免疫荧光染色。箭头指示炎症组织区域中B细胞和上皮细胞之间的接近度(ii和iii)。比例尺表示100毫米。
(H) 溃疡性结肠炎期间人类B细胞在健康、非炎症和炎症组织中的分布。
见图二
scRNA分析显示了恢复过程中未描述的激活的dB细胞群。
图二
(A) 9个聚类的一致流形近似和投影(UMAP)表示,用于定义第0天和第14天的菌落集及其分配。
(B) 所有聚类的14和0之间的总数相对变化如(A)所示。
(C) 遗传学丰富了对IFN特异性的不同表达标记基因(上调和下调)的生物过程分析inducedBellcluster。
(D) UMA促进细胞群的形成和定义IFN诱导的B细胞群的指标的重叠。
(E) IFN诱导的B细胞特异性标记物表达的基因突变的邀请定量分析是大量的B细胞受试者,而不是IFN和两种不同的激活剂(LPSandCD40L+IL4+抗IgM)。数据显示平均±SD,*p<0.05,**p<0.01,***p<0.0001单向方差分析(ANOVAT)随后进行了肯塔基成本测试。
(F) 从第14天起,在健康或受损区域的克隆样本中,结合原位核糖核酸杂交(ISH)检测Zpb1和免疫荧光检测CD19。红色将CD19+细胞描绘成分离的信息框,其中绿色描绘成LP中的CD19+细胞核(见STAR方法),白色描绘成Zbp1抄本。蓝色描绘了其他CD19细胞。比例尺为50mm。
(G) Zbp1的量化——第14天健康或受损结肠的细胞信息或模式B细胞的平均强度。数据显示的平均值为±SD****p<0.00015,采用单向方差分析,随后采用多项比较的西达校正。
(H) UMA细胞簇的构建和y6和Cd274转录水平的重叠。
(I) H&E免疫荧光染色和定量CD19(红色)、Sca1(绿松石)和PDL1(绿色)在第14天的图像和非损坏的组织区域。健康(n=17)和受损(n=43)区域(来自2个冰;2个实验)被定义为STARMethods中所描述的。数据展示
系指±SD,***p<0.05,通过研究者测试。比例尺为50mm。
(J) Sca1+PDL1+B细胞数和根据第14天体重测量的炎症严重程度之间的相关性。计算线性关系强度(r)使用Pearson的相关性。
见图三
肠道炎症后恢复过程中B细胞的消耗增强了组织再生。
图三
(A) 实验的示意图:B细胞在CD19cre3iDTRmeceyi.p中完成。注射指定的时间点后DSS结肠炎。
(B) 第14天结肠LP中B细胞的代表性点图。
(C) 结肠组织的苏木精和伊红以及B220染色和第14天。比例尺表示1000毫米或500毫米,如图所示。
(D) 第14天不同免疫细胞群的绝对细胞数。
(E) 粪便样本16S细菌测序的主坐标分析(PCoA)。
(F) 指定时间点的体重。
(G) 第14天结肠长度。
(H) 损伤的H&E染色在第14天的结肠组织中。红色箭头表示溃疡。
(I) 第14天的组织学评分。
(J) 第12天的组织学评分。
见图四
组织修复过程中原发性和上皮细胞反应的细胞耗竭。
图四
(A) IEC的单细胞数据检索实验的示意图,以及从B细胞耗尽和控制的冰中提取的三个细胞。
(B) 定义上皮细胞的完整数据集的12个彩色编码簇的均匀折叠近似和投影(UMAP)表示子集(包含8个和9个分组)。研究区域包括上皮细胞(E)、基质细胞(S)、肌成纤维细胞(MF)、Cajal的间质细胞(ICCs)和内皮细胞介素(ECC)。
(C) 用于整合的DIEC/stromalcells数据集的局部通道。X轴代表了在给定的心尖肿胀的情况下对每种特征的检查结果基因定义主题的路径分析。
(D) 均匀流形逼近和投影(UMAP)嵌入用于识别EC和PCAM和Vim的Tromalcell簇和覆盖数据分为两个主要群体。
(E) 用于鉴定细胞亚型的上皮细胞系簇中所有差异表达边缘细胞的热图。
(F) 比较IEC的饼图和对照组和B细胞耗尽的家庭组之间的细胞群组成。
见图五
上皮细胞scRNA序列数据到空间数据集的映射。
图五
(A) 将RNA序列数据集整合到空间转录组学(ST)数据集的工作流示意图(右)。
(B) 因子富集的空间分布与B细胞卵泡、组织损伤和问题建模有关。
(C) 基于第14天菌落问题的基因表达谱,从(A)中预测IEC和Tromal细胞群的位置。IEC和TroMal细胞群根据其本地化进行分组,包括排除(B)中定义的损坏/改造区域。黑色箭头指示所有sco本地化具有损坏/改造区域。
(D) 文中图表显示了IEC集群和电池存在(控制)或不存在(BCD)和京都的三个电池之间的总相互作用基因和基因组百科全书(KEGG)路径对涉及细胞-细胞相互作用的基因进行了富集分析,指明了细胞的缺失。
(E) 弦线图显示了在粘液愈合过程中BMP5 SC/E1和BMP5 SC/EM对照组和BCD动物之间潜在的相互作用(第14天)。
见图六
在粘膜愈合过程中,B细胞扩增在物理上破坏了基质上皮的邻近性。
图六
(A) 所选Bmp5+SC和EMTsingle-cell cluster的定量反褶积在第0天和第14天从DSSd ynamics到Visium slideson。右上面板显示用于标记损伤/重塑和淋巴滤泡区域的H&E图像。这些区域与图5B中未经严格定义的区域相匹配。
(B) 在对照或Bcell贫化(BCD)条件下的DSS第14天,将幼稚B细胞、浆母细胞单细胞簇定量去卷积到Visium载玻片上。
(C) 在对照或B细胞耗竭(BCD)条件下的DSS第14天,Bmp5+SC和EMTs单细胞簇在Visium玻片上的定量去卷积。
(D) 使用4个不同的数据集(左UMAP),第14天与第0天或BCD(第14天)与对照(第14日)样本的细胞-细胞共检测的总体变化。红色较粗的线表示共同定位的最强增加,而蓝色较粗的线条表示共同定位得分的最强减少(右UMAP)。
(E) 粘膜愈合过程中结肠组织的多重染色(第14天)。方框表示;具有(Ei)或不具有(Eii)B细胞的(Ei和Eii)区域与IEC、具有(Eiv)或不具有(Eiii)B细胞的(Eiii和Eiv)区域与上皮下方的基质非常接近。白色箭头表示PDGFRa+基质细胞与IEC(Eii)或胶原VI表达(Eiii和Eiv)非常接近。
(F) 对来自对照和BCD小鼠的第14天结肠组织进行多重染色。白色虚线描绘了上皮-基质的边界。白色箭头表示PDGFRa+基质细胞与IEC非常接近。
(G) 上皮细胞与CD31+、SMA+、PDGFRa+或波形蛋白+细胞之间测量的距离的量化。
02
研究结论
总体而言,我们的数据表明B细胞的调节肠组织修复阶段的反应可能会造成IBD的替代治疗方法。
因此,损伤过程中B细胞的扩增削弱了上皮-基质细胞相互作用所需的粘膜愈合,对IBD的治疗有意义。
好了,今天的文献解读就到这儿来,我们下期再见!如果你正在开展临床研究.需要方案设计.数据管理. 数据分析等支持.也随时可以联系我们。
01
研究背景
促进肠道再生的治疗前景广阔,但明确了细胞机制影响组织再生仍然是一个尚未解决的挑战。深入了解粘膜的过程在愈合过程中,我们经常检查睾丸损伤和再生过程中的免疫细胞组成。B细胞是愈合结肠中的主要细胞类型,单细胞核糖核酸测序(scRNA-seq)显示IFN诱导的B细胞亚群在实验性粘膜愈合过程中的扩增,主要是位于受损区域,与结肠炎的严重程度有关。
B细胞耗竭加速恢复损伤、上皮溃疡减少以及与组织损伤相关的基因表达程序增强建模。来自上皮和基质室的scRNA-seq与空间转录组学相结合多重免疫染色显示B细胞减少了基质和上皮之间的相互作用粘膜愈合过程中的细胞。活化的B细胞破坏了器官所需的上皮-基质串扰noid生存。
见图一
实验性结肠炎期间浸润性免疫细胞群的动力学鉴定了在恢复过程中扩增的B细胞。
图一
(A–C)在C57BL/6小鼠中,通过饮水给药f2%DSS,随后用7天的常规水给药,诱导了(DSS)结肠炎恢复(A) 在指定的时间点重新测量体重、(B)渗透性和(C)浸润CD45+免疫细胞的克隆组织的绝对数量。
(D–F)在指定时间点通过12种颜色的表面染色对浸润的CD45+免疫细胞进行流式细胞术分析。(D) 分析单元格的tSNE表示种群和(E)分布。(F) 分析的细胞群体的绝对数量。
(G) 第14天小鼠组织的E-钙粘蛋白(红色)、B220(绿色)、波形蛋白(紫色)和DAPI(蓝色)的H&E染色和免疫荧光染色。箭头指示炎症组织区域中B细胞和上皮细胞之间的接近度(ii和iii)。比例尺表示100毫米。
(H) 溃疡性结肠炎期间人类B细胞在健康、非炎症和炎症组织中的分布。
见图二
scRNA分析显示了恢复过程中未描述的激活的dB细胞群。
图二
(A) 9个聚类的一致流形近似和投影(UMAP)表示,用于定义第0天和第14天的菌落集及其分配。
(B) 所有聚类的14和0之间的总数相对变化如(A)所示。
(C) 遗传学丰富了对IFN特异性的不同表达标记基因(上调和下调)的生物过程分析inducedBellcluster。
(D) UMA促进细胞群的形成和定义IFN诱导的B细胞群的指标的重叠。
(E) IFN诱导的B细胞特异性标记物表达的基因突变的邀请定量分析是大量的B细胞受试者,而不是IFN和两种不同的激活剂(LPSandCD40L+IL4+抗IgM)。数据显示平均±SD,*p<0.05,**p<0.01,***p<0.0001单向方差分析(ANOVAT)随后进行了肯塔基成本测试。
(F) 从第14天起,在健康或受损区域的克隆样本中,结合原位核糖核酸杂交(ISH)检测Zpb1和免疫荧光检测CD19。红色将CD19+细胞描绘成分离的信息框,其中绿色描绘成LP中的CD19+细胞核(见STAR方法),白色描绘成Zbp1抄本。蓝色描绘了其他CD19细胞。比例尺为50mm。
(G) Zbp1的量化——第14天健康或受损结肠的细胞信息或模式B细胞的平均强度。数据显示的平均值为±SD****p<0.00015,采用单向方差分析,随后采用多项比较的西达校正。
(H) UMA细胞簇的构建和y6和Cd274转录水平的重叠。
(I) H&E免疫荧光染色和定量CD19(红色)、Sca1(绿松石)和PDL1(绿色)在第14天的图像和非损坏的组织区域。健康(n=17)和受损(n=43)区域(来自2个冰;2个实验)被定义为STARMethods中所描述的。数据展示
系指±SD,***p<0.05,通过研究者测试。比例尺为50mm。
(J) Sca1+PDL1+B细胞数和根据第14天体重测量的炎症严重程度之间的相关性。计算线性关系强度(r)使用Pearson的相关性。
见图三
肠道炎症后恢复过程中B细胞的消耗增强了组织再生。
图三
(A) 实验的示意图:B细胞在CD19cre3iDTRmeceyi.p中完成。注射指定的时间点后DSS结肠炎。
(B) 第14天结肠LP中B细胞的代表性点图。
(C) 结肠组织的苏木精和伊红以及B220染色和第14天。比例尺表示1000毫米或500毫米,如图所示。
(D) 第14天不同免疫细胞群的绝对细胞数。
(E) 粪便样本16S细菌测序的主坐标分析(PCoA)。
(F) 指定时间点的体重。
(G) 第14天结肠长度。
(H) 损伤的H&E染色在第14天的结肠组织中。红色箭头表示溃疡。
(I) 第14天的组织学评分。
(J) 第12天的组织学评分。
见图四
组织修复过程中原发性和上皮细胞反应的细胞耗竭。
图四
(A) IEC的单细胞数据检索实验的示意图,以及从B细胞耗尽和控制的冰中提取的三个细胞。
(B) 定义上皮细胞的完整数据集的12个彩色编码簇的均匀折叠近似和投影(UMAP)表示子集(包含8个和9个分组)。研究区域包括上皮细胞(E)、基质细胞(S)、肌成纤维细胞(MF)、Cajal的间质细胞(ICCs)和内皮细胞介素(ECC)。
(C) 用于整合的DIEC/stromalcells数据集的局部通道。X轴代表了在给定的心尖肿胀的情况下对每种特征的检查结果基因定义主题的路径分析。
(D) 均匀流形逼近和投影(UMAP)嵌入用于识别EC和PCAM和Vim的Tromalcell簇和覆盖数据分为两个主要群体。
(E) 用于鉴定细胞亚型的上皮细胞系簇中所有差异表达边缘细胞的热图。
(F) 比较IEC的饼图和对照组和B细胞耗尽的家庭组之间的细胞群组成。
见图五
上皮细胞scRNA序列数据到空间数据集的映射。
图五
(A) 将RNA序列数据集整合到空间转录组学(ST)数据集的工作流示意图(右)。
(B) 因子富集的空间分布与B细胞卵泡、组织损伤和问题建模有关。
(C) 基于第14天菌落问题的基因表达谱,从(A)中预测IEC和Tromal细胞群的位置。IEC和TroMal细胞群根据其本地化进行分组,包括排除(B)中定义的损坏/改造区域。黑色箭头指示所有sco本地化具有损坏/改造区域。
(D) 文中图表显示了IEC集群和电池存在(控制)或不存在(BCD)和京都的三个电池之间的总相互作用基因和基因组百科全书(KEGG)路径对涉及细胞-细胞相互作用的基因进行了富集分析,指明了细胞的缺失。
(E) 弦线图显示了在粘液愈合过程中BMP5 SC/E1和BMP5 SC/EM对照组和BCD动物之间潜在的相互作用(第14天)。
见图六
在粘膜愈合过程中,B细胞扩增在物理上破坏了基质上皮的邻近性。
图六
(A) 所选Bmp5+SC和EMTsingle-cell cluster的定量反褶积在第0天和第14天从DSSd ynamics到Visium slideson。右上面板显示用于标记损伤/重塑和淋巴滤泡区域的H&E图像。这些区域与图5B中未经严格定义的区域相匹配。
(B) 在对照或Bcell贫化(BCD)条件下的DSS第14天,将幼稚B细胞、浆母细胞单细胞簇定量去卷积到Visium载玻片上。
(C) 在对照或B细胞耗竭(BCD)条件下的DSS第14天,Bmp5+SC和EMTs单细胞簇在Visium玻片上的定量去卷积。
(D) 使用4个不同的数据集(左UMAP),第14天与第0天或BCD(第14天)与对照(第14日)样本的细胞-细胞共检测的总体变化。红色较粗的线表示共同定位的最强增加,而蓝色较粗的线条表示共同定位得分的最强减少(右UMAP)。
(E) 粘膜愈合过程中结肠组织的多重染色(第14天)。方框表示;具有(Ei)或不具有(Eii)B细胞的(Ei和Eii)区域与IEC、具有(Eiv)或不具有(Eiii)B细胞的(Eiii和Eiv)区域与上皮下方的基质非常接近。白色箭头表示PDGFRa+基质细胞与IEC(Eii)或胶原VI表达(Eiii和Eiv)非常接近。
(F) 对来自对照和BCD小鼠的第14天结肠组织进行多重染色。白色虚线描绘了上皮-基质的边界。白色箭头表示PDGFRa+基质细胞与IEC非常接近。
(G) 上皮细胞与CD31+、SMA+、PDGFRa+或波形蛋白+细胞之间测量的距离的量化。
02
研究结论
总体而言,我们的数据表明B细胞的调节肠组织修复阶段的反应可能会造成IBD的替代治疗方法。
因此,损伤过程中B细胞的扩增削弱了上皮-基质细胞相互作用所需的粘膜愈合,对IBD的治疗有意义。
好了,今天的文献解读就到这儿来,我们下期再见!如果你正在开展临床研究.需要方案设计.数据管理. 数据分析等支持.也随时可以联系我们。