淋巴结内免疫细胞的单细胞转录组学揭示了它们在黑死病发展过程中的变化

本研究由杨瑞夫博士、杜宗民博士(北京微生物与流行病学研究所病原与生物安全国家重点实验室)和白凡博士(北京大学生命科学学院生物医学创新中心)领导。

鼠疫耶尔森氏菌(耶尔森氏菌)是鼠疫的病原体，在历史上的三次全球大流行中造成了数百万人死亡。鼠疫主要是一种跳蚤传播的人畜共患疾病。虽然世界各地每年只发生零星的人间鼠疫疫情，但不应低估鼠疫对人类和社会的威胁。

该病的三种亚型常在临床上遇到，即腺鼠疫，败血症和肺鼠疫。腺鼠疫是主要的鼠疫形式，其特征是被称为“腺瘤”的扩大脓性脓肿，这是由鼠疫杆菌在感染后迅速迁移到dln后大量复制引起的。有关鼠疫菌在感染早期引起先天免疫反应瘫痪的相关研究有限，这阻碍了我们对鼠疫菌发病机理的认识。

研究人员用荧光标记的鼠疫菌向小鼠发起挑战皮下注射进入老鼠的腹股沟模拟淋巴腺瘟疫发展。在此基础上，取小鼠腹股沟淋巴结2^nd小时与24小时^th感染后小时(hpi)，分析淋巴结内免疫细胞的组成和状态的变化流式细胞术以及单细胞转录组测序。

相比对照组在感染鼠疫菌的小鼠淋巴结细胞中，炎症相关通路基因在感染早期显著上调。研究人员通过特异性荧光标记细胞的比例计算感染偏好指数，发现鼠疫菌倾向于与固有免疫细胞相互作用，包括树突细胞单核/巨噬细胞和中性粒细胞，而不是适应性免疫细胞。

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随后，研究人员进一步对固有免疫细胞进行了分类，并进行了scRNA-seq。结果发现，鼠疫菌感染后单核/巨噬细胞表现为M1和M2偶联激活，这可能是宿主模式识别受体介导的免疫应答激活和鼠疫菌各种毒力因子抑制作用的综合结果。

此外，团队还利用基于CellPhoneDB的细胞相互作用分析工具，揭示了不同细胞类型在不同感染时间点的配体受体相互作用。中性粒细胞的趋化因子受体CCR1可能参与了中性粒细胞的招募淋巴结并进行了CCR1功能抑制实验来验证这一结论。

综上所述，本研究在单细胞转录水平上阐明了鼠疫菌与宿主最初相互作用过程中涉及的关键细胞类型和发生的关键免疫事件，对理解鼠疫菌的发展具有重要意义黑死病以及宿主对鼠疫菌的早期免疫反应。

这项研究发表在中国科学:生命科学．

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