99综合国产视频_波多野结衣第二页视频_免费的av片毛片_av免费网站在线_免费中文综合乱伦_少妇又粗又大人妻无码_91亚洲美女视频_日韩久久精品蜜av_中文字幕人妻色偷偷摸摸_乱色熟女一区二区

特發(fā)性肺纖維化（Idiopathic Pulmonary Fibrosis，IPF）是一種慢性、進(jìn)行性和不可逆的肺部疾病，其特征是肺組織逐漸被纖維化組織替代，導(dǎo)致肺功能下降和呼吸困難。盡管近年來在理解IPF病理生理機(jī)制方面取得了一些進(jìn)展，但目前的治療選擇仍然非常有限，且多局限于延緩疾病進(jìn)展，而無法治愈。IPF的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，涉及多種細(xì)胞類型和信號(hào)通路的異常變化，包括異常的基質(zhì)沉積、慢性炎癥反應(yīng)以及肺泡上皮細(xì)胞的損傷和修復(fù)失調(diào)。

傳統(tǒng)的動(dòng)物模型，如博萊霉素（bleomycin）誘導(dǎo)的小鼠肺纖維化模型，雖然在一定程度上能夠模擬人類IPF的病理特征，但由于物種間的差異，這些模型在藥物篩選和機(jī)制研究中的轉(zhuǎn)化應(yīng)用受到限制。因此，開發(fā)更為精準(zhǔn)的研究工具和方法，以揭示IPF的分子和細(xì)胞機(jī)制，對(duì)于推動(dòng)新的治療策略至關(guān)重要。

空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)（spatial transcriptomics，SRT）是一種新興的技術(shù)，能夠在組織的空間背景下，分析和定位基因表達(dá)情況。這項(xiàng)技術(shù)允許研究人員在組織切片上識(shí)別不同細(xì)胞類型及其相互作用，從而提供比單細(xì)胞RNA測(cè)序（single-cell RNA sequencing，scRNA-seq）更全面的組織結(jié)構(gòu)和功能信息。通過將SRT與scRNA-seq數(shù)據(jù)整合，研究人員可以更好地理解細(xì)胞在組織微環(huán)境中的分布和相互作用。

7月1日的Nature Genetics的報(bào)道“Mapping spatially resolved transcriptomes in human and mouse pulmonary fibrosis”在該研究中，作者利用SRT技術(shù)，生成了人類IPF患者和博萊霉素誘導(dǎo)的小鼠肺纖維化模型的空間轉(zhuǎn)錄組圖譜。通過這些圖譜，研究揭示了IPF肺中存在的不同纖維化生態(tài)位，并詳細(xì)描述了這些生態(tài)位中細(xì)胞類型和信號(hào)通路的特征。研究發(fā)現(xiàn)，IPF纖維化生態(tài)位中的肺泡上皮細(xì)胞再生受阻，而在急性纖維化小鼠模型中，則表現(xiàn)為活躍的組織修復(fù)。這些發(fā)現(xiàn)為IPF的發(fā)病機(jī)制提供了新的見解，并提出了肺泡再生作為潛在治療策略的前景。

此外，該研究還結(jié)合了單細(xì)胞RNA測(cè)序數(shù)據(jù)，揭示了與IPF相關(guān)的異常細(xì)胞狀態(tài)和特定細(xì)胞群體的分布，包括新的KRT5?/KRT17+異常基底樣（AbBa）上皮細(xì)胞群體。這些細(xì)胞群體的發(fā)現(xiàn)，進(jìn)一步豐富了我們對(duì)IPF病理生理機(jī)制的理解，并為未來的研究和治療策略提供了新的靶點(diǎn)和方向。通過深入分析IPF和小鼠纖維化模型中的細(xì)胞相互作用和信號(hào)傳導(dǎo)途徑，該研究為理解IPF提供了新的視角，并為未來的治療干預(yù)提供了重要依據(jù)。

特發(fā)性肺纖維化（Idiopathic Pulmonary Fibrosis，IPF）是一種嚴(yán)重的進(jìn)行性肺部疾病，特征是肺組織的纖維化，導(dǎo)致呼吸困難和肺功能衰竭。IPF 的病因尚不完全明確，目前的治療方法有限且效果不佳。為了深入理解IPF的發(fā)病機(jī)制，該研究利用空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)（Spatial Transcriptomics，SRT）技術(shù)和單細(xì)胞RNA測(cè)序（Single-cell RNA Sequencing，scRNA-seq）技術(shù)，繪制了人類和小鼠肺纖維化模型的基因表達(dá)圖譜，從而揭示了纖維化生態(tài)位及其相關(guān)細(xì)胞類型和信號(hào)通路的特征。

研究使用了從IPF患者和健康對(duì)照（Healthy Controls，HCs）獲取的肺組織樣本，以及博萊霉素（Bleomycin，BLM）誘導(dǎo)的小鼠肺纖維化模型。通過對(duì)這些樣本進(jìn)行空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析，研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了詳細(xì)的基因表達(dá)圖譜，揭示了IPF患者和小鼠模型中纖維化區(qū)域的特征。

人類IPF肺組織樣本來自于接受肺移植手術(shù)的患者，而健康肺組織樣本則來自無已知肺部疾病的捐贈(zèng)者。每位IPF患者提供了三塊不同程度纖維化的組織樣本（分別表示輕度、中度和重度纖維化區(qū)域）。這些組織樣本經(jīng)過新鮮冷凍處理，并使用Visium空間基因表達(dá)平臺(tái)進(jìn)行分析。為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性，每個(gè)樣本產(chǎn)生了255-444百萬條測(cè)序讀數(shù)，平均每個(gè)樣本約349百萬條測(cè)序讀數(shù)。

研究中每個(gè)樣本分析的組織切片平均有約4000個(gè)捕獲點(diǎn)（capture spots），每個(gè)捕獲點(diǎn)代表組織中一群細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組，平均每個(gè)捕獲點(diǎn)檢測(cè)到超過1500個(gè)獨(dú)特基因。

小鼠實(shí)驗(yàn)使用了8周齡的C57BL/6NCrl雌性小鼠，這些小鼠經(jīng)過5天的適應(yīng)期后，通過口咽途徑給予博萊霉素或生理鹽水。實(shí)驗(yàn)在給予博萊霉素后第7天和第21天分別收集肺組織樣本，并進(jìn)行后續(xù)的空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)和RNA測(cè)序分析。每個(gè)小鼠樣本產(chǎn)生了151-571百萬條測(cè)序讀數(shù)，平均每個(gè)樣本約325百萬條測(cè)序讀數(shù)。

人肺纖維化的空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析（Credit: Nature Genetics）

研究設(shè)計(jì)和樣本選擇：來自健康對(duì)照組(HCs)和特發(fā)性肺纖維化患者(IPF)的肺組織樣本切片，使用Visium空間基因表達(dá)技術(shù)進(jìn)行分析。每個(gè)IPF供體選擇了三個(gè)反映纖維化損傷程度不同的組織塊（B1, B2和B3）。

數(shù)據(jù)處理流程：Visium工作流程和后續(xù)數(shù)據(jù)處理步驟。使用非負(fù)矩陣分解(NMF)方法進(jìn)行降維，生成了30個(gè)不同的因子。通過整合Habermann等人發(fā)表的單細(xì)胞RNA測(cè)序(scRNA-seq)數(shù)據(jù)，推斷細(xì)胞類型分布。

數(shù)據(jù)概述：總結(jié)了每個(gè)樣本的Visium捕獲點(diǎn)數(shù)量和每個(gè)點(diǎn)檢測(cè)到的獨(dú)特基因數(shù)量。箱線圖顯示了數(shù)據(jù)的中位數(shù)、四分位數(shù)范圍和離群值。

差異表達(dá)分析：健康對(duì)照組和IPF組之間的偽樣本差異表達(dá)分析(DEA)結(jié)果，識(shí)別出了在條件之間顯著差異表達(dá)的基因。

空間分布圖：選定NMF因子的空間分布，這些因子對(duì)應(yīng)于支氣管上皮(F1)、平滑肌(F10)和漿細(xì)胞(F6)的組織學(xué)和/或轉(zhuǎn)錄特征。

因子活動(dòng)與細(xì)胞類型密度相關(guān)性：NMF因子活動(dòng)與推斷細(xì)胞類型密度之間的皮爾遜相關(guān)性熱圖，使用Habermann等人的scRNA-seq數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，展示了所有樣本中所有點(diǎn)的相關(guān)性。

病理學(xué)注釋：提供了每個(gè)健康對(duì)照組和IPF組織塊的組織切片的病理學(xué)注釋基于H&E染色的Visium切片。通過可視化空間NMF活動(dòng)和推斷的細(xì)胞類型密度，展示了高度相關(guān)的因子-細(xì)胞對(duì)的共定位。

通過空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析，研究團(tuán)隊(duì)生成了IPF患者和小鼠肺纖維化模型的基因表達(dá)圖譜。這些圖譜揭示了IPF肺中的不同纖維化生態(tài)位，并詳細(xì)描述了這些生態(tài)位中細(xì)胞類型和信號(hào)通路的特征。

在IPF患者的肺組織樣本中，研究人員發(fā)現(xiàn)了顯著的基因表達(dá)差異。偽批量差異表達(dá)分析（Pseudobulk Differential Expression Analysis，DEA）鑒定出了1469個(gè)在IPF和健康對(duì)照之間差異顯著的基因，這些基因與成纖維細(xì)胞相關(guān)，并且在先前研究中已被報(bào)道在IPF中上調(diào)，包括FNDC1、COL10A1和THY1等基因。

這些差異主要集中在纖維化區(qū)域（Fibroblastic Foci，F(xiàn)F）周圍，且KRT5?/KRT17+異常基底樣（Aberrant Basaloid，AbBa）上皮細(xì)胞密度較高。這些細(xì)胞群體與纖維化活動(dòng)高度相關(guān)，表明其在IPF進(jìn)展中可能扮演重要角色。在一些樣本中，還觀察到了基質(zhì)金屬蛋白酶（Matrix Metalloproteinases）和參與IPF相關(guān)信號(hào)通路的基因（如SFRP2、WNT10A和TGFBI）的上調(diào)。

在博萊霉素誘導(dǎo)的小鼠模型中，研究發(fā)現(xiàn)急性纖維化階段（第7天）和慢性纖維化階段（第21天）有顯著的基因表達(dá)變化。第7天的樣本顯示出活躍的組織修復(fù)和炎癥反應(yīng)，而第21天的樣本則顯示出持續(xù)的纖維化和基質(zhì)重塑。差異表達(dá)分析鑒定出第7天有3214個(gè)差異基因，第21天有3787個(gè)差異基因。

小鼠和人類肺纖維化的比較空間分析（Credit: Nature Genetics）

研究設(shè)計(jì)和樣本選擇：小鼠博來霉素(BLM)誘導(dǎo)肺纖維化模型的研究設(shè)計(jì)，包括在第7天(d7)和第21天(d21)分別收集博來霉素和生理鹽水處理的小鼠肺樣本。選擇這些時(shí)間點(diǎn)是為了涵蓋急性炎癥和早期纖維化階段(d7)，以及已建立的纖維化階段(d21)。

數(shù)據(jù)生成和分析：健康對(duì)照組和纖維化區(qū)域的差異表達(dá)基因(DEGs)分析結(jié)果，比較了小鼠模型和人類IPF樣本中的DEGs。結(jié)果顯示，有多達(dá)178個(gè)基因在小鼠和人類IPF纖維化區(qū)域之間重疊，但其中有八個(gè)基因在表達(dá)方向上表現(xiàn)出相反的變化，提示這些基因在兩種模型中的功能可能不同。

細(xì)胞類型解卷積和空間可視化：通過單細(xì)胞RNA測(cè)序數(shù)據(jù)對(duì)小鼠肺纖維化樣本進(jìn)行細(xì)胞類型解卷積和空間可視化的結(jié)果。顯示了在健康肺泡組織中推斷的細(xì)胞類型分布，主要包括肺泡上皮細(xì)胞。

細(xì)胞類型密度變化：BLM處理和生理鹽水對(duì)照組之間細(xì)胞類型密度的顯著差異，包括解析(M2極化)巨噬細(xì)胞和Krt8+肺泡分化中間細(xì)胞(ADI細(xì)胞)。第7天時(shí)AT2細(xì)胞數(shù)量減少，但到第21天顯示出恢復(fù)的趨勢(shì)。第7天時(shí)促炎巨噬細(xì)胞的涌入在第21天時(shí)恢復(fù)正常，確認(rèn)了急性炎癥的解決。

動(dòng)態(tài)肺組織重塑：小鼠肺組織在BLM損傷后進(jìn)行的動(dòng)態(tài)空間細(xì)胞類型分區(qū)分析。在生理鹽水對(duì)照組肺中，鑒定了由支氣管上皮(A)和肺泡(B)組織組成的兩個(gè)區(qū)，標(biāo)志著未受損的肺結(jié)構(gòu)。在第7天BLM處理的小鼠肺中，識(shí)別出由支氣管上皮(C)、肺泡上皮和肺泡毛細(xì)血管內(nèi)皮(D)、以及由成纖維細(xì)胞和肌成纖維細(xì)胞標(biāo)記的重塑肺泡組織(E)組成的突出細(xì)胞密度區(qū)域。到第21天，這些區(qū)的細(xì)胞組成發(fā)生了變化，除了支氣管上皮(F)和纖維化重塑的肺泡組織(G)外，還包括充滿炎癥細(xì)胞和結(jié)構(gòu)重塑的區(qū)域。

纖維化小鼠肺中細(xì)胞類型的動(dòng)態(tài)變化：小鼠肺組織中不同時(shí)間點(diǎn)（d7和d21）的細(xì)胞類型的動(dòng)態(tài)變化。主要展示了肺泡上皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和肌成纖維細(xì)胞的分布和數(shù)量變化。結(jié)果顯示，在d7時(shí)，小鼠肺組織中成纖維細(xì)胞和促炎巨噬細(xì)胞顯著增加，表明急性炎癥反應(yīng)。在d21時(shí)，成纖維細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的數(shù)量有所減少，但仍高于對(duì)照組，表明纖維化進(jìn)程仍在進(jìn)行。

空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)揭示的基因表達(dá)變化：小鼠肺纖維化過程中不同時(shí)間點(diǎn)的特定基因表達(dá)變化。主要展示了與細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)重塑、炎癥和纖維化相關(guān)的基因表達(dá)水平。結(jié)果顯示，在d7時(shí)，MMP12、POSTN和COL1A1等基因的表達(dá)顯著增加，這些基因與ECM重塑和纖維化密切相關(guān)。到d21時(shí)，這些基因的表達(dá)水平有所下降，但仍高于對(duì)照組，表明纖維化過程中的基因表達(dá)動(dòng)態(tài)變化。

人IPF和小鼠模型之間的比較分析：人IPF樣本和小鼠BLM模型之間在特定基因表達(dá)和細(xì)胞類型分布上的比較分析。主要展示了兩者在基因表達(dá)模式和細(xì)胞類型上的相似性和差異。結(jié)果顯示，一些關(guān)鍵基因如COL1A1和FN1在IPF和小鼠纖維化區(qū)域中都顯著上調(diào)，表明這些基因在纖維化過程中的重要作用。同時(shí)，一些基因在兩者之間的表達(dá)模式有所不同，提示人類IPF和小鼠模型在纖維化機(jī)制上存在一定的差異。

研究還通過單細(xì)胞RNA測(cè)序數(shù)據(jù)，揭示了與IPF相關(guān)的細(xì)胞狀態(tài)，包括異常的上皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和促纖維化肺泡巨噬細(xì)胞。還鑒定出一種新的KRT5?/KRT17+異?；讟由掀ぜ?xì)胞群體，這些細(xì)胞表達(dá)上皮、基底和間充質(zhì)標(biāo)志物以及與衰老和細(xì)胞外基質(zhì)（Extracellular Matrix，ECM）產(chǎn)生相關(guān)的基因。盡管這些細(xì)胞可能源自肺泡II型細(xì)胞（Alveolar Type 2，AT2）或Clara細(xì)胞，但它們?cè)诶w維化微環(huán)境中的角色仍不清楚。

在研究中發(fā)現(xiàn)，IPF肺纖維化生態(tài)位中，轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β（Transforming Growth Factor Beta，TGF-β）信號(hào)通路占主導(dǎo)地位，并伴有TP53和APOE等預(yù)測(cè)調(diào)控因子。同時(shí)，還觀察到肺泡上皮細(xì)胞的再生受阻，與急性纖維化小鼠模型中的活躍組織修復(fù)形成鮮明對(duì)比。

該研究通過空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)和單細(xì)胞RNA測(cè)序技術(shù)，詳細(xì)描繪了IPF和小鼠肺纖維化模型中的細(xì)胞相互作用和信號(hào)傳導(dǎo)途徑，揭示了關(guān)鍵的趨同和分歧路徑。這些發(fā)現(xiàn)為我們提供了對(duì)IPF細(xì)胞相互作用的深入理解，并提出了肺泡再生作為IPF潛在治療策略的前景。未來的研究可進(jìn)一步探討KRT5?/KRT17+異?；讟由掀ぜ?xì)胞在IPF中的具體功能及其調(diào)控機(jī)制。此外，研究還可關(guān)注不同纖維化階段的細(xì)胞相互作用和信號(hào)傳導(dǎo)變化，以期為IPF的治療提供新的靶點(diǎn)和策略。