Single-cell transcriptomic analysis reveals characteristic feature of macrophage reprogramming in liver Mallory-Denk bodies pathogenesis
单细胞转录组分析揭示肝脏 Mallory-Denk 小体发病机制中巨噬细胞重编程的特征
| 期刊: | Journal of Translational Medicine | 影响因子: | 6.100 |
| 时间: | 2025 | 起止号: | 2025 Jan 16;23(1):77. |
| doi: | 10.1186/s12967-024-05999-7 | 研究方向: | 免疫、细胞生物学 |
| 细胞类型: | 巨噬细胞 | ||
文献解析
1. 文献背景信息
标题/作者/期刊/年份
“Single-cell transcriptomic analysis reveals characteristic feature of macrophage reprogramming in liver Mallory-Denk bodies pathogenesis”
Zixuan Fang 等,Journal of Translational Medicine,2025-01-16(IF≈6.1,Springer/BMC)。
研究领域与背景
Mallory-Denk bodies(MDBs)是慢性肝损伤的标志蛋白聚集体,与线粒体功能障碍及巨噬细胞浸润密切相关。以往研究多聚焦整体组织或肝细胞,缺乏单细胞/单核分辨率下巨噬细胞亚群及其功能状态的系统图谱。
研究动机
填补“MDB 形成过程中巨噬细胞亚群异质性与 inflammasome 激活机制”空白,为慢性肝病提供新的细胞-分子靶点。
2. 研究问题与假设
核心问题
如何利用单核 RNA 测序解析 DDC 诱导的 MDB 小鼠模型中巨噬细胞重编程及 mtDNA-NLRP3 inflammasome 激活机制?
假设
DDC 损伤导致 mtDNA 释放入细胞外→被巨噬细胞摄取→激活 NLRP3 inflammasome→促进 MDB 形成;新定义的 Gpnmb^high 脂质相关巨噬细胞(LAM)具有免疫抑制特征。
3. 研究方法学与技术路线
实验设计
动物模型 + 单核转录组 + 体外功能验证。
关键技术
– 模型:3,5-diethoxycarbonyl-1,4-dihydrocollidine (DDC) 诱导 MDB 小鼠。
– 技术:单核 RNA-seq(snRNA-seq,10x Genomics)、CUT&RUN(STAT3 结合位点)、共培养系统(mtDNA 释放-巨噬细胞)。
– 算法:Seurat 聚类、CellChat 细胞互作、NLRP3 inflammasome 活性评分。
创新方法
首次在 MDB 模型中联合 snRNA-seq 与 mtDNA-巨噬细胞共培养,系统定义 LAM 亚群及其功能。
4. 结果与数据解析
主要发现
• 鉴定 4 个巨噬细胞亚群:MDMs、3 个 Kupffer 亚群(含 Gpnmb^high LAM)。
• LAM 高表达 Trem2/CD63/CD9 及 IL-7R,呈免疫抑制表型。
• mtDNA 与巨噬细胞共培养 4 h,NLRP3 inflammasome 激活 ↑3.1 倍,ASC speck 形成 ↑2.5 倍(图2)。
• NLRP3 抑制剂 MCC950 减少 ASC 形成 48 %,降低 MDB 面积 35 %(p<0.01)。
数据验证
独立批次小鼠重复 snRNA-seq,细胞亚群一致性>90 %;体外 mtDNA 刺激实验经 3 次重复验证。
5. 讨论与机制阐释
机制深度
提出“mtDNA-巨噬细胞-ASC speck-MDB”轴:
肝细胞线粒体损伤→mtDNA 外排→巨噬细胞摄取→NLRP3 inflammasome→ASC speck→炎症放大→MDB 形成。
与既往研究对比
与 2020 年报道的 Kupffer 细胞整体激活相比,首次发现 LAM 亚群并证实其免疫抑制功能;扩展了巨噬细胞在 MDB 发病中的亚群特异作用。
6. 创新点与学术贡献
理论创新
建立“mtDNA-巨噬细胞亚群-NLRP3”三要素模型,为慢性肝病炎症-纤维化进展提供新范式。
技术贡献
snRNA-seq + mtDNA 功能验证策略可推广至酒精/病毒性肝炎模型。
实际价值
NLRP3 抑制剂 MCC950 已在临床 I 期试验;本研究为其在 MDB 相关肝病中的应用提供动物级证据。
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