文摘
Bronchiolisation和蜂窝是IPF的特点。ScRNA测序鉴定GPR87小说在IPF基底细胞的标志,富含蜂窝囊肿。GPR87过度导致异常的气道细胞分化。https://bit.ly/3i4dXeT
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特发性肺纤维化(IPF)是一种毁灭性的和危及生命的肺部疾病的特点是上皮细胞重编程和增加细胞外基质沉积导致肺功能的丧失。突出在远端IPF肺组织病理学结构包括蜂窝囊肿在肺泡空间(1]。这些异构bronchiolised区域特性的简单的上皮细胞角蛋白(KRT) 5+官腔细胞穿插pseudostratified包含分化的上皮细胞,增生的上皮细胞,以及异常的纤毛细胞(2- - - - - -5]。最近的RNA单细胞测序研究发现IPF和捐助的整个肺组织细胞亚型IPF特有的,包括嗜碱性KRT5−/ KRT17+细胞出现在远端肺(6- - - - - -10]。然而,IPF远端细支气管KRT5+基底细胞亚型仍差特征及其疾病的贡献仍然没有得到充分的研究。在这里,我们报告g蛋白耦合受体(GPR) 87作为一个远端细支气管和KRT5标志+在IPF官腔细胞。我们从EpCAM生成的单细胞转录组+从实质细胞隔离肺组织从三个IPF患者和三个同龄健康的捐赠者。简而言之,新的非固定人类肺组织从消除识别信息健康的捐赠者和外植体IPF患者终末期疾病来自国家健康犹太医院/加州大学科罗拉多大学医院(美国科罗拉多州丹佛市)(COMIRB 11 - 1664)。低或中间叶健康的捐赠者(n = 3,两个男性66岁,和一个68岁的女性)和IPF患者组织(n = 3,两个男性45岁,65年,和一个68岁的女性),分别。所有组织都来自非吸烟者。人类肺组织单一化和组织被dispase /胶原酶消化(胶原酶:0.1 U·毫升−1;dispase: 0.8 U·毫升−1;罗氏公司)。样本先后尼龙过滤器过滤(100µm和20µm)其次是percoll梯度和CD45 mac排序(Miltenyi研究)。流式细胞仪后,EpCAM+/ DAPI−生活单一的上皮细胞悬浮液用于单细胞RNA序列(scRNAseq)。详细的单细胞方法和数据处理和分析报告在GitHub库(https://github.com/KonigshoffLab/GPR87_IPF_2022)。原始数据被存入NCBI的基因表达综合加入GSE190889数量。使用10倍基因组平台,我们生成的数据集46 199个细胞,发现9个不同的细胞群,包括肺泡地区主要祖细胞类型和远端航空公司以及罕见的细胞类型,如suprabasal细胞,最近发表在《健康的肺(图1一个)[11]。细胞两种情况下被发现在所有集群之间的不同分布式集群健康和IPF (图1 b)。符合之前的单细胞数据(6- - - - - -8),主要是发现在IPF ATII细胞纤毛细胞主要出现在十几肺,进一步表明ATII细胞和远端bronchiolisation IPF的损失。蜂窝囊肿是一个重要的组织病理学IPF诊断标准;然而,机械的见解bronchiolisation和改造过程中终端细支气管的IPF仍然稀缺。揭示了细胞群可能导致蜂窝囊肿,我们分析差异表达基因在所有上皮细胞角蛋白,如集群和发现KRT6A,KRT5 KRT17,和KRT15最调节基因在IPF (图1 c)。KRT5特征明显标记的基底和suprabasal细胞,和KRT5+细胞强烈积累在远端IPF肺组织,大部分地区的蜂窝3,4,12]。进一步识别细胞表面标记和潜在的药物靶点可能在KRT5表示+细胞,我们分析了跨膜信号受体(:0004888)在所有的上皮细胞,发现GPR87,g蛋白耦合的受体与IPF的未知函数,监管记录最高的国家之一(图1 c)。特别重要的是,当我们分析了跨膜信号受体(上)基底细胞群的个体组织样本,我们观察到一个强大和强劲的增长GPR87(图1 d)。限制我们的scRNASeq数据集用于小样本大小scRNASeq (n = 3);因此,我们进一步确认upregulationGPR87(上)基底细胞相比其他上皮细胞不仅在我们自己的(图1 e),但在另外两个独立发表数据集(图1 f)[6,8]。值得注意的是,GPR87显示嗜碱性KRT5进一步浓缩−/ KRT17+细胞,细胞类型,我们没有发现在我们的数据集(图1 f)。
我们专注于GPR87后续研究有几个原因:首先,它属于g蛋白耦合的类受体,是深入研究药物靶点有吸引力的药物可访问性。第二,尽管列为孤儿受体,讨论了profibrotic配体,如lysophosphatidic酸(13]。第三,GPR87与异常的细胞周期控制(14,15上皮细胞“重编程”的),这是一个特点和bronchiolisation /蜂窝囊肿发展IPF (1]。因此,我们旨在调查GPR87表达式在远端IPF肺气道细胞分化及其潜在的贡献,在IPF bronchiolisation。
我们确认GPR87 IPF肺内上皮细胞的表达和分布原位使用荧光immunolabelling和RNAscope人体组织的部分(如前所述)(4,16]。RNAscope检测GPR87RNA在KRT5+细胞在远端IPF bronchiolisation和蜂窝囊肿组织部分,分别为(图1 g;箭头)。的GPR87RNA KRT5也发现了−/ KRT17+细胞(图1 g;开放的三角形)。此外,观察GPR87蛋白质KRT5集群+基底细胞IPF肺以及一些KRT5+在十几肺细胞(图1 h;箭头)。GPR87函数进一步调查一个气液界面(ALI)细胞培养模型的主要人类支气管上皮细胞(HBECs),模仿在活的有机体内——分化的基底细胞更成熟的细胞类型,包括纤毛,分泌细胞(图1我)[4,16]。GPR87 KRT5表示+基底细胞的人类阿里文化(图1 j)。转化生长因子(TGF) -β治疗,诱导纤维上皮重组,导致增加GPR87表达在成熟的阿里文化(图1 k)。这是符合功能注释浓缩scRNAseq数据的分析,揭示了组织发展,角化细胞分化和细胞外基质重塑,以及TGF-β生产;表明改变气道上皮分化和完整性,与GPR87 (图1 l)。此外,GPR87 overexpressing HBECs培养KRT5阿里显示受损的分化+细胞成熟就是气道细胞改变上皮结构和纤毛覆盖(减少意味着±sd27.65±6.21%控制,相比12.90±4.47% GPR87过度)(图1米)。
我们的数据表明,过度的GPR87 KRT5导致气道受损细胞分化+基底细胞,从而支持假设GPR87 bronchiolisation和蜂窝囊肿形成。进一步研究将重要的功能后果GPR87表达基底细胞在活的有机体内并分析是否抑制GPR87能够恢复气道受损细胞分化,防止TGF-β诱导纤维化改变,因此作为一个潜在的治疗目标。
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脚注
利益冲突:所有作者声明没有利益冲突。
支持声明:这项工作是由Bundesinstitut毛皮Risikobewertung(格兰特:BfR 60 - 0102 - 01. - p588);NIH R01基金(HL141380);三个湖泊基金会(三个湖泊财团肺纤维化)。资金信息,本文已沉积的Crossref资助者注册表。
- 收到了2021年8月30日。
- 接受2022年3月2日。
- 版权©2022年作者。
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