ITGA5+滑膜成纖維細(xì)胞通過(guò)重塑局部免疫微環(huán)境促進(jìn)類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎中促炎微環(huán)境形成
類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎（Rheumatoid Arthritis, RA）是一種慢性、系統(tǒng)性自身免疫疾病，主要影響關(guān)節(jié)，但也可以對(duì)身體其他部分造成影響。在當(dāng)前醫(yī)學(xué)研究和臨床實(shí)踐中，了解RA的病理機(jī)制對(duì)于開(kāi)發(fā)新的治療方法至關(guān)重要，尤其在緩解疾病加重和防止關(guān)節(jié)破壞方面。
2024年11月1日中山大學(xué)第一附屬醫(yī)院關(guān)節(jié)外科盛璞義教授、張紫機(jī)主任醫(yī)師與精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究院彭穗教授團(tuán)隊(duì)在風(fēng)濕病學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)期刊Annals of the rheumatic diseases（IF=20.3）上發(fā)表題為“ITGA5+ synovial fibroblasts orchestrate proinflammatory niche formation by remodelling the local immune microenvironment in rheumatoid arthritis”的研究論文[1]。該研究旨在全面評(píng)估RA患者滑膜組織中滑膜成纖維細(xì)胞（Fbs）的表型異質(zhì)性和其在炎癥反應(yīng)中的作用，為RA的診斷和治療提供了新的靶點(diǎn)和策略。1.類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎滑膜組織的單細(xì)胞圖譜研究者通過(guò)單細(xì)胞RNA測(cè)序（scRNA-seq）和空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)（ST），繪制了RA和骨關(guān)節(jié)炎（OA）患者的滑膜組織細(xì)胞聚類，分析了19名患者的樣本，其中15名為不同疾病活動(dòng)狀態(tài)的RA患者（9名活動(dòng)期患者和6名緩解期患者）及4名OA患者，共計(jì)169,797個(gè)細(xì)胞。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，滑膜中存在多個(gè)細(xì)胞亞簇，包括不同類型的Fbs、巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞以及T、B淋巴細(xì)胞等。特定的Fbs和髓系細(xì)胞在活躍期RA患者中顯著增加，而在緩解期RA患者中則以其他亞型Fbs和內(nèi)皮細(xì)胞為主，這表明細(xì)胞組成與疾病狀態(tài)存在關(guān)聯(lián)。
圖1.OA和RA患者滑膜組織單細(xì)胞圖譜（源自論文[1]）
2.類風(fēng)濕患者滑膜中新型Fbs亞群鑒定
該研究揭示了滑膜Fbs亞群的顯著異質(zhì)性，識(shí)別出九個(gè)獨(dú)特亞群：PRG4+滑膜上皮Fbs和THY1+滑膜下皮Fbs，反映了滑膜組織的復(fù)雜性；CLIC5+PlRG4+Fbs表達(dá)CRATC1、TSPAN15和CD55等關(guān)鍵基因，表明其在維持細(xì)胞外基質(zhì)完整性中發(fā)揮關(guān)鍵作用；MMP3+VCAM1+Fbs與活化的滑膜上皮Fbs相似，尤其受年齡相關(guān)B細(xì)胞影響，參與免疫相互作用和滑膜炎癥；其他高表達(dá)的滑膜上皮Fbs如CSN1S1、MT1X和AMTN則顯示出多樣的功能；HLA-DRAhiFbs可能通過(guò)上調(diào)主要組織相容性復(fù)合體Ⅱ類分子參與適應(yīng)性免疫反應(yīng)，而DPP4+PI16+CD34+Fbs被認(rèn)為是各種Fbs的基質(zhì)前體；此外還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新型的ITGA5+Fbs亞群，其轉(zhuǎn)錄特征與發(fā)育、代謝、血管生成及免疫調(diào)節(jié)相關(guān)，在活躍期RA患者中的比例顯著增加，表明其可能在調(diào)節(jié)軟骨發(fā)育和炎癥反應(yīng)方面具有潛在的治療作用。
圖2.OA、緩解期/活動(dòng)期RA患者滑膜組織中的不同成纖維細(xì)胞群（源自論文[1]）
3.ITGA5+滑膜Fbs可能有助于活動(dòng)期RA
研究者采用多重免疫組化（mIHC）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在活動(dòng)期RA患者中，ITGA5+PDPN+滑膜細(xì)胞的比例顯著增加，并且與疾病活動(dòng)呈正相關(guān)。研究者通過(guò)流式實(shí)驗(yàn)和去卷積分析，確認(rèn)了ITGA5+Fbs在滑膜和外周血中的獨(dú)特轉(zhuǎn)錄組及其與疾病活動(dòng)的關(guān)聯(lián)，特別是在淋巴型滑膜組織中顯著上調(diào)。ITGA5+Fbs在非應(yīng)答者的淋巴型滑膜中也上調(diào)，并且其比例對(duì)難治性RA具有預(yù)測(cè)價(jià)值。這些發(fā)現(xiàn)表明ITGA5+Fbs可能與淋巴細(xì)胞相關(guān)，且在活動(dòng)期RA中發(fā)揮重要作用，并可能成為難治性RA的潛在治療靶點(diǎn)。
圖3.ITGA5+滑膜Fbs的鑒定及在大型隊(duì)列數(shù)據(jù)集中的驗(yàn)證（源自論文[1]）
4.活動(dòng)期和緩解期RA患者的不同滑膜Fbs分化譜系研究者探究了RA中Fbs的分化軌跡，重點(diǎn)關(guān)注了從DPP4+PI16+CD34+祖細(xì)胞起始的細(xì)胞分化過(guò)程，祖細(xì)胞逐漸分化為不同的Fbs亞群，包括ITGA5+Fbs（T1）、MMP3+VCAM1+Fbs（T2）和CLIC5+PRG4+ Fbs（T3），并且存在一個(gè)中間的 MMP2+VCAN+Fbs群體。在細(xì)胞分化的過(guò)程中，T1與膠原蛋白及細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）組分的增加相關(guān)，T2可能涉及Toll樣受體信號(hào)通路，而T3可能與細(xì)胞衰老相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子CUX1上調(diào)有關(guān)。
圖4.ITGA5+滑膜Fbs以及人滑膜Fbs細(xì)胞軌跡（源自論文[1]）
5.ITGA5+滑膜Fbs與CD4+PD1+T細(xì)胞的相互作用研究者還發(fā)現(xiàn)ITGA5+Fbs比例與促炎性髓系細(xì)胞和不同T淋巴細(xì)胞亞群呈正相關(guān)，提示Fbs在促炎微環(huán)境中發(fā)揮重要作用。研究者通過(guò)CellChat和CellPhoneDB分析發(fā)現(xiàn)活躍期RA中基質(zhì)和免疫細(xì)胞間的配體-受體相互作用顯著上調(diào)，涉及破骨細(xì)胞激活、血管生成和Fbs增殖等過(guò)程。此外活躍期RA中Fbs和T細(xì)胞的相互作用顯著增強(qiáng)，尤其是Fbs與PD?1hiCXCL13hiTPHs（外周輔助T細(xì)胞）及PD?1hiCXCL13loTPHs細(xì)胞的相互作用。通過(guò)空間轉(zhuǎn)錄組分析進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)ITGA5+Fbs在淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)區(qū)域的富集，并與PD?1hiCXCL13hiTPHs顯著相關(guān)。
圖5.解析ITGA5+滑膜Fbs的相互作用以及活動(dòng)期RA滑膜ITGA5+Fbs與T細(xì)胞之間相互作用增加（源自論文[1]）
6.ITGA5+Fbs可能通過(guò)TGF-β1信號(hào)通路誘導(dǎo)PD?1hiCXCL13hiTPHs細(xì)胞的分化在活躍期RA患者的滑膜組織中，PD?1hiCXCL13lo和PD?1hiCXCL13hi T細(xì)胞的比例顯著增加，后者表達(dá)CXCL13、IL21和MAF，并伴隨轉(zhuǎn)錄因子如FOXJ3、KLF8、SP1和CEBPA的上調(diào)。高表達(dá)的CXCL13可能通過(guò)CXCL13-CXCR5通路與B細(xì)胞相互作用?？臻g轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)表明，PD?1hiCXCL13hiT細(xì)胞與記憶B細(xì)胞在組織中位置鄰近。單細(xì)胞T細(xì)胞受體分析揭示PD?1hiCXCL13lo和PD?1hiCXCL13hiT細(xì)胞在活躍期RA患者中存在擴(kuò)增的現(xiàn)象，軌跡分析顯示二者向T1和T2分化的路徑不同，且TGF-β信號(hào)通路的上調(diào)表明其在CD4+T細(xì)胞向PD?1hiCXCL13hiT細(xì)胞的分化中發(fā)揮關(guān)鍵作用。研究者通過(guò)mIHC實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)活躍期RA患者的CD4+PD?1hiT細(xì)胞比例高于緩解期患者，且CXCL13表達(dá)上調(diào)。ITGA5+滑膜Fbs聚集在CD4+PD?1+T細(xì)胞周圍，表明它們可能存在相互作用。研究者通過(guò)共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，ITGA5+滑膜Fbs分泌的TGF-β1能夠有效誘導(dǎo)初始CD4+T細(xì)胞向CD4+PD?1hiCXCL13hiT細(xì)胞分化。這些結(jié)果表明，ITGA5+滑膜Fbs通過(guò)分泌TGF-β1促進(jìn)CD4+T細(xì)胞分化，進(jìn)而維持促炎微環(huán)境。
圖6.緩解期和活動(dòng)期RA滑膜中不同淋巴細(xì)胞亞群（源自論文[1]）
7.ITGA5+Fbs是RA滑膜炎癥和關(guān)節(jié)破壞的原因ITGA5+Fbs與RA滑膜炎癥和關(guān)節(jié)破壞密切相關(guān)。研究者假設(shè)ITGA5+Fbs能在促炎微環(huán)境中誘導(dǎo)初始CD4+T細(xì)胞轉(zhuǎn)化為PD-1hiCXCL13hiT細(xì)胞，并在關(guān)節(jié)炎早期發(fā)揮重要作用，通過(guò)建立膠原蛋白誘導(dǎo)關(guān)節(jié)炎DBA/1小鼠模型，分析了不同階段的CD45?CD31?PDPN+ITGA5+滑膜Fbs的比例及其表型，結(jié)果顯示，關(guān)節(jié)炎晚期的骨侵蝕和滑膜炎更為嚴(yán)重，而早期階段ITGA5+Fbs的比例上升，細(xì)胞因子（如CCL5、TNFSF11、MMP9和MMP13）表達(dá)增加，表現(xiàn)出免疫效應(yīng)特征。研究者向小鼠關(guān)節(jié)內(nèi)注射ITGA5+Fbs導(dǎo)致了更嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)和關(guān)節(jié)損傷，而TGF-β1注射也導(dǎo)致類似效果，CXCL13和PD?1hiCXCL13hiT細(xì)胞的表達(dá)在早期和晚期均上調(diào)，表明ITGA5+Fbs可能在TPHs聚集和分化中起關(guān)鍵作用，并在早期RA中扮演重要角色。
圖7.ITGA5+滑膜Fbs在膠原蛋白誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎的不同階段調(diào)節(jié)滑膜炎癥和組織重塑本研究中涉及的mIHC實(shí)驗(yàn)（Panel1：ITGA5、PDPN、DAPI；Panel2：CD4、PD-1、CXCL13、DAPI；Panel3：CD4、CD27、ITGA5、PDPN、PD-1、DAPI）利用艾克發(fā)生物的AlphaXTSA®多靶點(diǎn)免疫組化染色試劑盒（CAT#AXT36100031）直觀檢測(cè)到ITGA5+滑膜Fbs的相關(guān)特征，并分析其在RA患者中的作用。
Panel1：ITGA5、PDPN、DAPI
Panel2：CD4、PD-1、CXCL13、DAPI
Panel3：CD4、CD27、ITGA5、PDPN、PD-1、DAPI
本文揭示了RA患者滑膜微環(huán)境中免疫細(xì)胞和固有細(xì)胞的組成，首次鑒定了滑膜ITGA5+Fbs亞群，揭示其在RA的臨床意義，提出CD45-CD31-PDPN+ITGA5+Fbs與CXCL13hiPD-1hiTPHs互作新機(jī)制，為RA的精準(zhǔn)治療提供了新策略和潛在靶點(diǎn)，為理解RA的病理過(guò)程提供了新的視角。
全文獲?。?/strong>
關(guān)注公眾號(hào)，后臺(tái)回復(fù)“RA”獲取文獻(xiàn)原文
艾克發(fā)生物成立于2018年，總部位于北京，核心團(tuán)隊(duì)成員均畢業(yè)于國(guó)內(nèi)外著名高校，具備豐富的空間及功能組學(xué)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和臨床轉(zhuǎn)化經(jīng)驗(yàn)。
作為一家專業(yè)從事空間/功能多組學(xué)的臨床轉(zhuǎn)化及應(yīng)用，致力于推動(dòng)中國(guó)個(gè)性化精準(zhǔn)醫(yī)療的高科技企業(yè)，艾克發(fā)生物始終致力于通過(guò)新型免疫檢測(cè)技術(shù)為患者提供個(gè)性化精準(zhǔn)診斷、藥物療效及預(yù)后監(jiān)測(cè)手段。公司圍繞著單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)（單細(xì)胞空間蛋白組學(xué)和單細(xì)胞功能蛋白組學(xué)）開(kāi)展相關(guān)研發(fā)工作，涵蓋臨床全樣本類型（包括組織樣本和血液、體液樣本）。公司已獲得數(shù)十項(xiàng)發(fā)明專利，AlphaXTSA®7色試劑盒產(chǎn)品已于2022年7月成為國(guó)內(nèi)首個(gè)獲得 IVD 認(rèn)證的產(chǎn)品，并陸續(xù)有更多產(chǎn)品獲得IVD認(rèn)證。現(xiàn)已獲得國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)、中關(guān)村高新技術(shù)企業(yè)和北京市“專精特新”中小企業(yè)、北京市2024年第一批科技型中小企業(yè)認(rèn)定及知識(shí)產(chǎn)權(quán)試點(diǎn)單位等資質(zhì)榮譽(yù)；通過(guò)了“ISO 9001”質(zhì)量管理體系認(rèn)證、“ISO 13485”質(zhì)量管理體系認(rèn)證、GMP體系認(rèn)證、知識(shí)產(chǎn)權(quán)質(zhì)量體系認(rèn)證。創(chuàng)新點(diǎn)亮生命之光——?jiǎng)?chuàng)新的技術(shù)和產(chǎn)品促進(jìn)中國(guó)精準(zhǔn)醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，是公司的愿景和使命。參考文獻(xiàn)
[1]Zheng L, Gu M, Li X, Hu X, Chen C, Kang Y, Pan B, Chen W, Xian G, Wu X, Li C, Wang C, Li Z, Guan M, Zhou G, Mobasheri A, Song W, Peng S, Sheng P, Zhang Z. ITGA5+ synovial fibroblasts orchestrate proinflammatory niche formation by remodelling the local immune microenvironment in rheumatoid arthritis. Ann Rheum Dis. 2024 Nov 1:ard-2024-225778. doi: 10.1136/ard-2024-225778. Epub ahead of print. PMID: 39486872.
