增殖SPP1 / MERTK-expressing巨噬细胞在特发性肺纤维化
- 克里斯蒂娜·莫尔斯1,7,
- 特蕾西Tabib1,7,
- 约翰Sembrat2,
- 克里斯蒂娜·l·Buschur3,
- 温贝托Trejo Bittar这4,
- 埃莉诺Valenzi2,
- 耶鲁大学江5,6,
- 丹尼尔·j·卡斯2,
- 凯文·吉布森2,
- 魏陈5,
- 安娜•莫拉2,
- Panayiotis诉朔3,
- Mauricio罗哈斯2,8和
- 罗伯特Lafyatis1,8⇑
- 1风湿病学与临床免疫学,匹兹堡大学,匹兹堡,美国宾夕法尼亚州
- 2肺分工、过敏和危重病医学部门,匹兹堡大学,匹兹堡,美国宾夕法尼亚州
- 3部门的计算和系统生物学、匹兹堡大学、美国宾夕法尼亚州匹兹堡市
- 4部门的病理学、匹兹堡大学、匹兹堡,宾夕法尼亚州,美国
- 5分工肺药,过敏和免疫学,儿科部门,医学院的匹兹堡大学,匹兹堡,美国宾夕法尼亚州
- 6医学院,清华大学,北京,中国
- 7作者的贡献同样这项工作
- 8作者的贡献同样这项工作
- 200我得圣罗伯特•Lafyatis BST S720,匹兹堡,PA 15260,美国。电子邮件:lafyatis在}{pitt.edu
文摘
全面了解基因表达的变化在细胞类型参与特发性肺纤维化(IPF)的损失将阐明机制肺泡上皮细胞和发展蜂窝囊肿和成纤维细胞的焦点。我们试图理解的变化IPF肺细胞转录组和洞察先天免疫方面的发病机理。
我们调查了IPF发病机制使用单细胞RNA-sequencing新鲜肺外植体,比较人类IPF纤维低叶反映疾病晚期,上部叶反映早期疾病和正常的肺。
IPF降低叶显示增加成纤维细胞和基底,纤毛,酒杯和俱乐部的细胞,但降低肺泡上皮细胞,炎症细胞和显著的变化。我们发现三个离散的正常和肺纤维化中巨噬细胞的细胞亚群,一个表达单核细胞标记,一个高度表达FABP4和INHBA(FABP4嗨),和一个高度表达SPP1和MERTK(SPP1嗨)。SPP1嗨巨噬细胞在纤维低叶表现出高度调节SPP1和MERTK表达式。低级当地SPP1扩散嗨巨噬细胞在正常肺是IPF肺明显增加。
Co-localisation和因果模型支持这些高度增殖SPP1的角色嗨巨噬细胞活化的IPF myofibroblasts肺纤维化。这些数据表明,SPP1嗨在IPF巨噬细胞重要的是有助于肺纤维化,治疗策略针对MERTK和巨噬细胞增殖可能显示承诺用于治疗这种疾病。
文摘
由单细胞RNA-sequencing我们确定三个离散的肺巨噬细胞子集,其中包括表达高度调节SPP1和增殖在纤维化的IPF降低叶,伴随着明显的骨桥蛋白沉积矩阵http://bit.ly/2wIRNqF
介绍
特发性肺纤维化(IPF)的复杂的发病机制涉及多种细胞类型(1),即肺泡上皮细胞的损伤和损失(2,3];形成蜂窝囊肿衬里由几个上皮细胞谱系(p63+,杯状,纤毛细胞)[4];扩张,修复基底干细胞(5- - - - - -7];和发展的成纤维细胞的焦点由myofibroblasts作为纤维化效应细胞(8]。
在小鼠bleomycin-induced肺纤维化,几项研究表明,炎症和monocyte-derived巨噬细胞纤维化,通过过度的修复反应,肺泡细胞损伤。CCR2删除耗尽bleomycin-induced肺巨噬细胞和纤维化9]。同样,删除CD11b-expressing monocyte-derived巨噬细胞改善bleomycin-induced肺纤维化(10]。最近的一项研究表明,monocyte-derived肺泡巨噬细胞驱动bleomycin-induced肺纤维化(11]。
最近的研究表明,在大多数组织常驻巨噬细胞来源于胚胎祖细胞。肺泡巨噬细胞发展从胚胎祖细胞起源于卵黄囊和胎儿肝脏12,13]。间质巨噬细胞也来源于卵黄囊和胎儿肝巨噬细胞,尽管第二组间质单核细胞/巨噬细胞似乎来自循环单核细胞(13,14]。因此,在正常成年小鼠肺大多数常驻巨噬细胞是来源于胚胎祖细胞,间质细胞来源于单核细胞的一个子集。多个研究表明小鼠巨噬细胞自我更新的能力。Tissue-resident巨噬细胞有很长的寿命和繁殖的影响下巨噬细胞集落刺激因子(csf)和集落刺激因子(gm - csf) (15,16)和白介素4 (IL)刺激居民在线虫感染巨噬细胞增生(17]。csf的扩散需要炎性骨骨髓来源的巨噬细胞和常驻巨噬细胞种群zymosan-induced腹膜炎(18]。是否常驻巨噬细胞扩散导致人类IPF研究更少。
我们使用单细胞RNA-sequencing (scRNA-seq)提供一个全面的视图改变细胞的数量和转录组与IPF有关。作为IPF疾病进展的标准我们检查上的变化(早期疾病)和低(纤维化疾病晚期)叶相比,正常的肺。我们确定在正常的肺巨噬细胞各亚群IPF显示增加增殖和高度调节SPP1的表达,表明这些细胞IPF发病机制中发挥重要作用。
方法
健康控制肺部得到下一个协议批准匹兹堡大学的委员会监督涉及死者们的研究和临床培训,之后拒绝作为移植候选人捐助者。IPF肺组织协议下获得了匹兹堡大学的机构审查委员会批准,在移植手术。详细的方法包括在补充材料。scRNA-seq数据可以在基因表达综合访问:GSE128033。
结果
在正常的肺巨噬细胞的细胞亚群
我们分析单细胞转录组24 220细胞7使用scRNA-seq正常肺样本,其中包括技术复制t-distributed随机邻居一起嵌入(t-SNE)和彩色的组织细胞(补充表S1)。这一分析显示,16个不同集群的细胞(图1一个),使用标记描述之前,包括炎症,上皮、血管和间充质细胞类型,表示(补充数据S1和S2,表S2和补充的结果)。细胞被确保集群起源的主题包括细胞从每个样本(图1 b)。
正常控制肺显示三个离散的单核细胞/巨噬细胞的数量,所有这些高水平的表达CD163和AIF1(补充图S1和图1一个集群0,1和3)。第一组巨噬细胞(FABP4嗨巨噬细胞,图1一个- d、集群0)高水平的表达FABP4和INHBA和相对较低的水平SPP1,MERTK, LGMN和SIGLEC10。第二组巨噬细胞(SPP1嗨,图1一个- d、集群1)表达了相对较高的水平SPP1,以及MERTK,LGMN和SIGLEC10和相对较低的水平FABP4和INHBA。三分之一人口巨噬细胞(FCN1嗨单核细胞/巨噬细胞)表达水平相对较高FCN1,以及几个标记与单核细胞相关的基因:CD14,IL1B,INSIG1,OSM,IL1R2和THBS1(14),和低表达FABP4,INHBA,MERTK和SPP1(图1一个3 - d、集群和数据没有显示)。之前定义的标记流式细胞术没有区分这些子集(补充图S3)。第四个附近的细胞巨噬细胞种群离散表达CD1C因此最有可能代表树突状细胞(图1一个,补充数据S1和S2;集群10)。重聚簇只有髓细胞显示相同的细胞亚群(补充图S4和S5)。
Immunofluorescent正常肺的染色显示离散细胞co-stained CD163和FABP4或SPP1 /骨桥蛋白(没有显示)。尽管SPP1-expressing细胞检测,染色SPP1 /骨桥蛋白、matricellular蛋白质,也染色细胞外基质。SPP1 Immunofluorescent染色MERTK更好的识别嗨子集的巨噬细胞一般离散FABP4 FABP4染色的嗨巨噬细胞,尽管一些重叠在每一个标记的蛋白表达,就像在MERTK和FABP4基因表达水平(图1 e和补充图S6)。这些标记是离散的染色IPF组织,如后所述。代表FCN1 FCN1染色显示小细胞嗨巨噬细胞。能找到这三个巨噬细胞数量在正常的肺间隙空间样本。
正常的肺泡巨噬细胞主要由FABP4组成嗨巨噬细胞
自形态评价immunofluorescent染色的巨噬细胞在正常肺组织没有提供一个明确的本地化之间肺泡巨噬细胞子集和间隙空间,我们分析了细胞从正常肺支气管肺泡灌洗(BAL) (图1 f)。细胞被标记的基因都是炎症细胞,主要是巨噬细胞表达CD163和AIF1,而且离散集群,包括t细胞(表达CD3D和自然杀伤(NK)细胞表达KLRF1,gn和NKG7集群2)和b细胞(表达MS4A1 /CD20,集群4;补充图S7和S8)。在正常肺组织,三巨噬细胞的数量可能是杰出的。大部分的巨噬细胞显示FABP4基因表达特征嗨巨噬细胞,表达相对高水平的FABP4和INHBA和低水平的SPP1,MERTK,SIGLEC10,LGMN,IL1B和FCN1(图1 c集群和d, 0)。然而,小SPP1的数量嗨和FCN1嗨巨噬细胞也出现在拜尔(图1 cd和f,集群1和3)。集群这种健康BAL的巨噬细胞与巨噬细胞从第二个正常BAL刷牙显示的优势FABP4基本相同的结果嗨巨噬细胞(S9 / S10补充数据)。
与这些观察结果一致,当球细胞被t-SNE与正常肺细胞分析,大多数的细胞与FABP4集群嗨巨噬细胞(补充图S11)。然而,在这个分析相结合,符合t-SNE集群球细胞,一些与SPP1 BAL巨噬细胞聚集嗨与FCN1和其他人嗨巨噬细胞(S10和S11补充数据)。因此,肺泡巨噬细胞主要由FABP4组成嗨巨噬细胞,但所有三个巨噬细胞的数量,以及淋巴细胞亚群,落下帷幕。
IPF患者肺样本显示改变细胞成分与健康对照组相比
为了更好地理解细胞的数量和基因表达的变化与IPF的发展,分析了新鲜消化从三个IPF患者肺外植体,和三个健康对照显示至少对病理变化,分析了使用相同的化学(V2 10 x基因组学)scRNA-seq (表1和补充表S1)。由于肺纤维化IPF的变化通常是第一次明显肺基地和疾病进展水,我们分析了样本正确的上部和下部叶捕捉疾病在不同进化。下叶病理显示古典与IPF相关变化,包括蜂窝囊肿和成纤维细胞的疫源地(图2一个),以及平滑肌肌动蛋白染色myofibroblasts和胶原沉积(补充图S12A和S12B)。两三个IPF上部叶少显示明显纤维化,以及类似的或更多的炎症。
不同的细胞在正常和IPF scRNA-seq所暴露出的肺
单细胞转录组47 771个细胞,代表17 231个细胞健康的肺和30 540个细胞从不同IPF肺肺样本分析由t-SNE和彩色组细胞(图2 b),显示23个不同的细胞群。此外,细胞被起源的主题,以确保集群代表细胞类型中发现所有样品(补充图向)。此外,细胞被发现的疾病状态(正常、上部叶和下部叶)显示模式的变化与疾病的细胞类型(图2 c)。使用标记描述以前大多数集群标识为离散的细胞类型,包括炎症,上皮、血管和间充质细胞类型(补充结果和数字S14-S16;补充表S3)。上皮细胞类型(集群7、8、9、12、14、20、21)是重新分析和低质量的细胞过滤,允许歧视的上皮细胞类型(图2 d和e,补充图肌力)。
巨噬细胞和树突细胞了AIF1和CD163表达式中发现了五个不同的集群(图2 b,补充图S15和S16;集群0、1、6、15和16)。细胞集群0表示FABP4大多数高度和代表FABP4相同嗨前面描述人口巨噬细胞在正常肺。细胞集群1表达SPP1大多数高度和SPP1嗨健康控制巨噬细胞掉进这个集群,也表达了最高水平的MERTK,LGMN和SIGLEC10。细胞集群6表示FCN1大多数高度以及CD14,IL1B,INSIG1,OSM,IL1R2和THBS1,上面所示的其他标记与FCN1有关嗨单核细胞/巨噬细胞在正常肺子集。集群15代表增殖巨噬细胞进一步分析后。集群16个代表CD1C树突细胞表达,又见正常肺。因此,结合分析重现了巨噬细胞单核细胞/树突细胞子集在健康的肺。
增加和减少比例的细胞类型之间的分级的方式改变了正常,肺上叶IPF和更低的叶IPF
不同细胞群的比例相比,IPF改为正常的肺。在几乎所有情况下,叶更戏剧性的变化低于上部叶的变化,相对于正常肺(图3一和b)。一些炎性细胞数量减少在这种分级方式,包括FABP4嗨和FCN1嗨巨噬细胞、NK细胞。相比之下,SPP1嗨巨噬细胞趋于向适度比例增加IPF降低叶。t细胞的比例,b细胞和浆细胞显示小区别正常,IPF上部和IPF降低叶。
MUC5+- (MUC5AC和MUC5B),FoxJ1+- (FOXJ1)和p63+- (TP63)表达细胞,组成蜂窝囊肿(19)与杯状细胞集群(9),纤毛细胞集群(8)和基底细胞集群(14),以及俱乐部的细胞,分别都是高度增加IPF肺(图3 b)。符合他们的显著扩张,我们发现增加细胞的数量与俱乐部和基底细胞标记中的标记细胞增殖(补充表S4)。蒸机表达AT1和SFTPC表达at₂细胞下降纤维低叶虽然没有达到统计学意义(图3 b),我们没有检测增殖at₂细胞,尽管这可能代表at₂细胞存活的相对缺乏消化(20.]。我们的确看到罕见的双极细胞向制造商AT1和描述at₂肺细胞在正常或IPF (S18补充图美国);然而,这些细胞没有独特的标记,因此我们不确定这些代表细胞转换或偶极子细胞。
的比例肺泡和肺细支气管上皮细胞在正常出现低于预期。整体基因表达之间的大部分组织RNA-seq RNA-seq消化细胞和结合scRNA-seq这三个群体间基因表达相关性好(数据没有显示)。然而,选择标记基因的表达的细胞消化后表明选择性间质和肺泡上皮细胞的损失相比,炎症细胞(补充表S5)。这种扭曲的细胞与细胞生存在消化过程中两个控制之间是一致的,两个IPF样品分析在这种方式,表明尽管细胞的绝对比例代表反映了损失,样本之间的相对变化是准确的。
我们的研究结果与以前的报告通常是一致的(补充图S19)在正常肺上皮细胞粘附分子纯化细胞主要是at₂细胞(21]。纤毛,高脚杯,俱乐部和基底细胞显示大幅增加在IPF总细胞的比例。成纤维细胞,代表只有2%的细胞在正常肺,增加到9%的纤维细胞降低叶。周,内皮细胞和淋巴内皮细胞显示小细胞数量差异比较IPF控制样品(图3一和b)。
在IPF肺巨噬细胞亚群
IPF上部叶显示SPP1相对较少嗨巨噬细胞,许多FABP4嗨肺巨噬细胞,类似于控制(图4一和b)。巨噬细胞表达高水平的SPP1和FABP4在很大程度上相互排斥(图4一和c)。Immunofluorescent染色显示相同的模式的表达,主要FABP4-staining上部叶细胞,低水平SPP1-staining和几个MERTK-staining细胞(图4 d和补充图S21)。IPF低叶表现出更高的数字SPP1 -表达的细胞相比,控制或上部叶IPF (图4一和b和补充图S21)。Immunofluorescent IPF低叶的染色显示多亮分散染色SPP1以及细胞嵌入SPP1矩阵,许多MERTK-staining细胞和相对较少的FABP4-staining细胞(图4 c,补充图S21)。染色的串行部分低叶证实,三个巨噬细胞数量明显和co-stained CD163 (补充图S22)。
SPP1染色更高度IPF低于上部叶,叶染色最强烈的周围和成纤维细胞的疫源地内(图5一个,补充图S23)。MERTK离散彩色周围巨噬细胞和成纤维细胞的疫源地内。
在IPF成纤维细胞基因调控
改变基因表达与平均每个集群在IPF上部和下部叶和肺部健康(表S6;https://dom.pitt.edu/rheum/centers-institutes/scleroderma/systemicsclerosiscenter/database/)。IPF成纤维细胞显示许多高度调节矩阵基因,包括TNN(没有分母,nd),COL10A1(612倍),电脑及相关知识(统计)POSTN(470倍),COL1A1(170倍)。Wnt-related真皮成纤维细胞表达的基因亚型(22也调节,SFRP4(5.1倍)SFRP2(8.8倍)(图5 b)。
基因调节SPP1 IPF肺巨噬细胞
强调由基因SPP1巨噬细胞在IPF患者中,我们排名基因IPF和正常SPP1之间由褶皱变化嗨巨噬细胞。限制环境RNA的检测,我们选择基因高表达的叶IPF SPP1低嗨巨噬细胞比其他细胞类型和低级表达基因表达SPP1≤0.01的平均水平嗨下叶巨噬细胞)被排除在外(补充表S7)。最高度调节基因下叶IPF相比控制包括肺地蜡(nd),KCNJ5(15.76倍),HS3ST2(15.58倍),SPP1(7.56倍),SIGLEC15(7.43倍),ATP6V0D2(7.12倍),LGMN(6.07倍),MERTK(4.96倍)MMP9(3.81倍)。地蜡,HS3ST2,SPP1,SIGLEC15,LGMN,MERTK,LGMN和MMP9最特别的调节在IPF SPP1吗嗨和增殖巨噬细胞(补充图S24)。许多其他基因在SPP1高度调节嗨IPF巨噬细胞基因表达的比较会增加分级控制巨噬细胞,肺上叶IPF巨噬细胞降低叶IPF巨噬细胞,这表明这些细胞分化的连续在疾病进展(补充表S8)
我们检查了IL4,使用IL13,MRC1和TMG2表达式,后者两个基因标记的人类M2巨噬细胞(23,24]。虽然表达了在非常低的水平,IL4主要是表达和调节t细胞在IPF控制相比,而使用IL13在肥大细胞表达下调(补充图S25)。TGM2在所有IPF适度调节巨噬细胞子集,尽管更non-macrophage细胞中高度表达。MRC1在所有巨噬细胞细胞类型是小幅下调。
增殖细胞IPF肺
我们发现在集群15从控制/ IPF肺集群(图2 b)细胞表达最高水平的G2 / M标记和细胞增殖的特定标记,包括MKI67(即。Ki67),KIAA0101/ PCLAF (PCNA-associated因素),BIRC5(生存素)和UBE2C/ UBCH10 ubiquitin-conjugating酶E2 C (图6 bFAPB4和d)。嗨和SPP1嗨巨噬细胞增殖。更多FAPB4嗨巨噬细胞增殖在IPF上部叶,但当调整降低叶,缺乏这些细胞的增殖细胞的比例是相似的(10.59%比16.95%,补充表S4)。SPP1嗨巨噬细胞是很少增殖在健康的肺(0.072%),但显示大幅度增加SPP1 IPF上层(2.01%的增殖嗨巨噬细胞)和较低的叶(SPP1的3.50%嗨巨噬细胞;图6 c和e和补充表S4),代表中最常见的巨噬细胞增殖IPF低叶(2.8%比1.7%和0.3%增殖FABP4 FCN1,分别占总巨噬细胞,表S4)。上皮细胞增殖。低数量的激增AT1、at₂、俱乐部和纤毛细胞没有明显趋势改变的扩散率在IPF (表S4数据S26和S27)。然而,KRT5+基底细胞表现出明显的增加趋势扩散控制,IPF上部和IPF降低肺显示,分别为(0%),没有一个人(1.49%)和33(4.64%)的基底细胞增殖。这些细胞也表现出高度调节的表达TP63(p63补充图S28)。
增殖细胞被确定KIAA0101/ PCLAF通过免疫荧光染色。KIAA0101/ PCLAF细胞中的SPP1在较低的叶和FABP4在上部叶(图6 e,补充图S14B)。增殖IPF外植体培养细胞,将EdU (5-ethynyl-2′脱氧尿苷),co-stained CD163,证实了巨噬细胞增殖(图6 e)。CSF1表达的基因产物CSF-1刺激单核细胞/巨噬细胞的增殖,在IPF强烈调节肥大细胞(补充图S25)。
连接细胞亚型的地图
我们建立了一个图形化的模型观察差异表达基因之间的直接关系SPP1 / MERTK巨噬细胞、成纤维细胞和各种上皮细胞类型。由此产生的网络显示之间最紧密连接组基因SPP1巨噬细胞和成纤维细胞,表明这两种细胞类型之间的因果关系(补充图S29,表S9和补充结果)。
此外,我们检查了每个巨噬细胞基因表达与人口使用基因本体论(去)分析。FABP4嗨巨噬细胞脂质代谢基因表达更多的高度,SPP1嗨巨噬细胞表达基因参与了应激反应更多的高度和FCN1嗨巨噬细胞与免疫反应相关基因表达更多的高度(补充表S10)。此外,我们比较去激活在IPF控制IPF巨噬细胞相比,显示调节相关基因的表达与细胞外基质的组织。
讨论
SPP1/骨桥蛋白是一种持续观察IPF的标志(25]。我们的结果表明,SPP1是一种高度选择性标记的扩大族群人类IPF巨噬细胞中发现的。SPP1选择性地表达的是一个小组发现的巨噬细胞在正常健康的肺落下帷幕,但很少在表明他们是间质巨噬细胞室的一部分。与最近的另一个描述scRNA-seq IPF(数据26),我们的数据表明SPP1嗨巨噬细胞不产生一个新巨噬细胞在IPF人口,但存在于正常肺。在我们重新集群的数据从先前的研究26),我们发现类似SPP1的数量嗨,FABP4嗨和FCN1嗨巨噬细胞在正常肺,表明SPP1嗨细胞IPF可能来自人口已经出现在正常的肺巨噬细胞。然而,SPP1在这巨噬细胞表达显著增加IPF的子集,特别是在纤维化IPF下叶。的SPP1骨桥蛋白基因产物是惊人地沉积在纤维IPF降低叶,与成纤维细胞的焦点。骨桥蛋白支持单核细胞/巨噬细胞增殖(27这个矩阵),这表明巨噬细胞分泌的蛋白质可能支持SPP1在IPF巨噬细胞增殖。删除SPP1在bleomycin-induced肺纤维化减少调节1型胶原蛋白的表达MMP2(28,29日]。SPP1删除改善bleomycin-induced皮肤纤维化和碳nanotube-induced肺纤维化(30.,31日]。血清骨桥蛋白增加的系统性硬化症患者(30.),涉及肾心脏和骨髓纤维化,暗示SPP1巨噬细胞可能有一个更一般的角色在促进纤维化(32- - - - - -35]。我们建议SPP1嗨巨噬细胞代表profibrotic人口在IPF肺巨噬细胞。
高度的co-expression增加SPP1和MERTK由SPP1嗨这些细胞巨噬细胞可能是关键的角色在IPF组织修复和纤维化。MERTK的受体复合物Gas6或蛋白S绑定到磷脂酰丝氨酸,暴露在凋亡细胞36,37),主要对巨噬细胞凋亡细胞受体(38,39]。肺泡细胞凋亡是IPF的特性(40,阻止Gas6抑制成纤维细胞激活的标志(41]。巨噬细胞efferocytosis抑制炎症,通过调节factor-β转变增长,前列腺素E2和platelet-activating因子(42]。此外,MERTK参与凋亡细胞刺激巨噬细胞生产pro-resolving脂质介质(43]。支持SPP1的概念嗨巨噬细胞是修缮的巨噬细胞,MERTK巨噬细胞援助组织修复心脏或肝脏损伤后(44,45]。为抑制MERTK导致细胞凋亡的髓细胞(46),MERTK抑制剂在临床开发(46- - - - - -48可能耗尽profibrotic IPF肺巨噬细胞和成纤维细胞激活。在中枢神经系统小胶质细胞不仅明显的凋亡细胞,而且目标活着,受损的细胞(49],称为phagoptosis [50,51]。因此,巨噬细胞表达增加MERTK可能会吞噬活,受损或衰老肺泡上皮细胞。
FABP4嗨巨噬细胞代表第二子集的肺巨噬细胞、肺泡巨噬细胞的大多数表现的数字在IPF降低叶的显著降低。FABP4表达与肥胖相关巨噬细胞产生炎症和动脉粥样硬化(52,53]。删除巨噬细胞FABP4与增加细胞内脂肪酸和增加的蛋白质反应(54]。在其他的研究中,FABP4表达在巨噬细胞与炎性巨噬细胞和IL1β分泌55]。
FCN1嗨巨噬细胞代表三分之一人口标记的巨噬细胞与单核细胞密切相关。虽然这些可能包括真正的血管内单核细胞,他们不是一直在包含IHC血管;总有正常健康的肺体外肺灌注在收获之前,可能洗掉大部分或所有相关血液单核细胞;在矿山和一小部分被抓获。因此,他们可能代表第三个发现主要在间质巨噬细胞群隔间。补充几个标记基因的表达表明SPP1嗨,FABP4嗨和FCN1嗨巨噬细胞代表离散巨噬细胞子集。
两个FAPB4嗨和SPP1嗨肺巨噬细胞子集增加了IPF的扩散速度,SPP1嗨巨噬细胞特别是叶纤维低。FCN1嗨单核细胞/巨噬细胞显示低利率相对稳定的扩散之间的健康和IPF肺(∼2%)。观察基底两FCN1扩散嗨和FABP4嗨巨噬细胞支持某种程度的自我更新这些人口健康的肺。
组织常驻巨噬细胞自我更新的影响下- csf和/或gm - csf (15,16,18,56]。我们发现的表达增加CSF1在肺肥大细胞,这表明这可能有助于增加了IPF的巨噬细胞增殖。此外,il - 4刺激常驻巨噬细胞增殖,表明M2巨噬细胞的增殖可能是一个特征(17]。il - 4 / IL-13都牵连到小鼠肺纤维化(57,58]。我们看到了增加IL4IPF mRNA表达的t细胞,尽管低级的表达IL4和使用IL13让这些结果不确定。SPP1 IPF的肺嗨巨噬细胞调节DC-SIGN (CD209),LGMN和CHI3L1,所有由il - 4和/或IL-13 [59- - - - - -62年]。这些结果符合可能CSF-1——一起,il - 4和/或IL-13-induced当地巨噬细胞增殖。
尽管增加FABP4扩散嗨巨噬细胞,这些细胞的总百分比下降特别是IPF降低叶。因此,增殖FAPB4嗨巨噬细胞出现死亡或表型的变化。我们推测,FAPB4嗨在肺泡巨噬细胞,它们的主要细胞类型,可能死在叶纤维IPF低。或者,这些细胞可能过渡到SPP1嗨巨噬细胞在IPF肺。总之,我们的数据显示显著的变化在IPF的细胞群,包括显著增加当地两个种群扩散巨噬细胞,其中一个是高度与IPF相关病变的肺。
补充材料
确认
作者承认的帮助威廉·霍恩(匹兹堡儿童医院,匹兹堡,美国)为RNA-sequencing有用的讨论和技术支持。
脚注
可以从本文的补充材料www.qdcxjkg.com
作者的贡献:c·莫尔斯进行免疫荧光;t . Tabib进行单细胞RNA-sequencing实验和生物信息学分析;j . Sembrat获得人体组织;k . Buschur分析数据的图形化建模;h . Trejo Bittar这回顾和肺部病理证实;与生物信息学分析y江帮助;D.J. Kass提供智力支持;大肠Valenzi和k·吉布森回顾临床数据;光电转换由监督图形造型;w·陈监督RNA-sequencing分析; C. Morse, T. Tabib, A. Mora, M. Rojas and R. Lafyatis conceived and guided the study; R. Lafyatis wrote the manuscript. All authors reviewed, edited and approved the final manuscript.
支持声明:在这个出版研究报告支持的国家关节炎和肌肉骨骼和皮肤疾病研究所奖号码2 p50 AR060780;国家心脏、肺和血液研究所奖号码R01 HL123766, U01 HL137159, R01 HL131789和情况HL137159;和国家医学图书馆在美国国立卫生研究院的R01 LM012087奖”。内容是完全的责任作者,不一定代表美国国立卫生研究院的官方观点。资金信息,本文已沉积的Crossref资助者注册表。
利益冲突:c·莫尔斯没有透露。
利益冲突:t Tabib没有披露。
利益冲突:j . Sembrat没有披露。
利益冲突:k Buschur没有披露。
利益冲突:h . Trejo Bittar这没有披露。
利益冲突:大肠Valenzi没有披露。
利益冲突:y江泽民没有披露。
利益冲突:D.J.卡斯报告从国家卫生研究院资助,在进行研究;从Regeneron赠款,在提交工作。
利益冲突:k·吉布森没有披露。
利益冲突:w·陈没有披露。
利益冲突:a .莫拉没有披露。
利益冲突:pv朔没有披露。
利益冲突:m·罗哈斯没有披露。
利益冲突:r . Lafyatis没有披露。
- 收到了2019年1月3日。
- 接受2019年5月18日。
- 版权©2019人队