研究背景
1
输入文字输入文字
慢性阻塞性肺病（COPD）是一种肺部炎症性疾病，以慢性支气管炎、小气道阻塞、炎症、纤维化和肺气肿性破坏肺泡为特征。尽管炎症，纤维化，粘液分泌过多和化生上皮病变是该疾病的标志，但它的起源和依赖关系仍不清楚。
方法流程
2
输入文字输入文字
从19个COPD患者和11例对照患者切除的肺组织中分离肺干细胞，利用单细胞克隆技术获得了克隆细胞库，借助RNA-seq、scRNA-seq、FACS、异种移植等研究了COPD患者中三种不同的干细胞对疾病的影响。
研究结果
3
输入文字输入文字
1)COPD患者中干细胞的异质性和COPD克隆的化生命运
对两例COPD样本和两例正常对照样本获得的克隆细胞库进行了RNA-seq，与对照相比，COPD患者中产生了更复杂的基因表达谱。除正常无性系（cluster1）外，还包括其他三个不同的cluster（cluster2、3、4）。所有cluster都表达干细胞标志物p63。
cluster1产生了以p63+基底细胞和基底上层为标志的正常上皮，分化的细胞表达SCGB1A1，SFTPB和AQP4；cluster2分化为以p63+基底细胞为标记的杯状细胞化生（GCM），分化的细胞共表达SCGB1A1，MUC5AC和MUC5B；cluster3、4产生了以未成熟p63+细胞为标志的鳞状上皮化生（SCM），分化的细胞表达IVL和Krt10。
异种移植到小鼠体内分化表明：cluster1在体内分化成极化上皮，表达p63，KRT5，SCGB1A1，AQP4等；cluster2分化为以表达MUC5AC和MUC5B的大型杯状细胞为主的上皮细胞；cluster3、4分化为表达IVL和Krt10的SCM（其中cluster4表达炎症相关基因，标记为iSCM）。
2)终末期COPD肺以化生病变为主
通过形态计量学方法定量了5名对照供体和10名4期COPD患者的正常远端气道上皮和化生在远端肺组织切片中的分布。正常肺中化生病变很少见，终末期的COPD中存在着大量的GCM和SCM。GCM在COPD中占32.7%，在正常肺中占5.7%；SCM在COPD中占26.8%，在正常肺中占不到1%；iSCM在COPD中占21.6%，在正常肺中未检测到。COPD肺中iSCM中CXCL8+细胞占p63+细胞的19.3%，正常肺中未观察到；COPD肺中有52%的细胞表达TRPC6（GCM,SCM的标志物），在正常肺中只有不到2%。
3)COPD和对照组细胞库的克隆结构
对3例COPD和3例正常对照的细胞库进行了scRNA-seq。鉴定出与单克隆一致的cluster。利用scRNA-seq和RNA-seq鉴定出的一致性标记进行流式细胞仪定量检测。
4)COPD克隆库的异种移植物可引起中性粒细胞炎症
将19例COPD患者和11例正常对照克隆细胞库移植到免疫缺陷小鼠中。COPD库中36.4±14%中性粒细胞严重浸润，对照库中仅有03.±0.9%。富集分析显示cluster4与多种免疫通路相关，包括：抗原呈递，干扰素信号，移植物抗宿主反应等。cluster4也高表达趋化因子，白介素和干扰素的基因，多数基因可引起免疫反应。因此，cluster4在促进COPD克隆库移植引起的宿主免疫反应中起主要作用。
5)克隆变异会导致纤维化
α-SMA是活化的成纤维细胞的关键标志物，α-SMA大部分分布在COPD异种移植引起的囊肿周围（77.1±7.2%），而对照异种移植中只有相对较少的囊肿显示了这些成纤维细胞。cluster3和cluster4产生的两个SCM与成纤维细胞的积累相关，各自簇的克隆衍生的异种移植物的基因表达谱揭示了cluster3和4的克隆异种移植物中多个促纤维化基因的差异表达，而在cluster1的异种移植物中并不明显。
6)正常和胎儿肺中存在变异克隆类型
在胎儿肺中，大多数正常的克隆cluster1中鉴定出与cluster2，3，4相似的小克隆群体。这四种胎儿克隆类型与COPD病例的clusters1-4具有相似性，通过体外和异种移植后的分化命运，以及最终它们具有驱动粘液过度分泌（GCM），纤维化（SCM和iSCM）和中性粒细胞炎症（iSCM）潜力证实了这种相似性。这些变异的克隆类型在胎儿和正常肺中预先存在，这些变异可能有助于在肺中某些未知的正常功能以及在COPD中病理性和不可逆转的扩展，进而推动疾病进程。
研究结论
4
输入文字输入文字
1.慢性阻塞性肺病(COPD)以三种致病性干细胞变异为主；
2.这些变异是表观遗传的，与COPD的化生病变有关；
3.变异驱动慢性阻塞性肺病的炎症、纤维化和气道阻塞的关键特征；
4.胎儿和正常肺中类似的变异可能起警戒作用。
参考文献
5
输入文字输入文字
RaoW,WangS,DulebaM,etal.RegenerativeMetaplasticClonesinCOPDLungDriveInflammationandFibrosis.Cell.;S-(20)-8.
新格元秉持“格物致知，识微通元”的创新性理念，致力于发展简便可靠的单细胞组学技术，使之成为新一代细胞病理及血液检测手段，让单细胞组学以传统方法无法比拟的精确度、灵敏度和分辨率服务于精准医疗和健康管理等领域。
格物致知，识微通元
公司-
技术联系
合作邮箱：marketing
singleronbio.
