隔離的第五天，孤獨(dú)總是如影隨形西雀，而且最近新冠又開始爆發(fā)寂诱，很多地方都有了本土病例，就連天津也成為了重災(zāi)區(qū)厨剪，但是被隔離的我，只能祝愿友存，一切美好如期而至祷膳。好了，這一篇我們就來分享關(guān)于新冠的研究文章屡立，文獻(xiàn)在SARS-CoV-2 infection triggers profibrotic macrophage responses and lung fibrosis,2021年11月發(fā)表于Cell直晨，頂級期刊，我們就來看看新冠對人體的危害有哪些~~~

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了解一點(diǎn)新的內(nèi)容膨俐，纖維化致病功能的基因勇皇，如 SPP1、TGFB1焚刺、TGFBI敛摘、LGMN 和 CCL18。

In brief

SARS-CoV-2 感染乳愉，但不是甲型流感兄淫，會(huì)引發(fā)肺部的免疫學(xué)和病理學(xué)變化，這些變化是肺纖維化的標(biāo)志匾委。 發(fā)現(xiàn)一部分 CD163⁺ 巨噬細(xì)胞驅(qū)動(dòng)這種纖維增殖性急性呼吸窘迫（看來巨噬細(xì)胞真的是幫倒忙）拖叙。

Highlights

• 單核細(xì)胞衍生的巨噬細(xì)胞在 COVID-19 ARDS 的肺中積聚
• COVID-19 中的巨噬細(xì)胞表達(dá)與促纖維化功能相關(guān)的基因 （幫倒忙）
• Patients with severe COVID-19 ARDS display hallmarks of pulmonary fibrosis（肺纖維化）
• SARS-CoV-2 在巨噬細(xì)胞中誘導(dǎo)促纖維化轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組譜

SUMMARY

COVID-19 誘發(fā)的“急性呼吸窘迫綜合征”（ARDS）與長期呼吸衰竭和高死亡率有關(guān)，但肺損傷的機(jī)制基礎(chǔ)仍未完全了解赂乐。在這里薯鳍，使用功能性single-cell genomics,、免疫組織學(xué)和電子顯微鏡分析了兩組 COVID-19 ARDS 患者的肺部免疫反應(yīng)和肺部病理學(xué)挨措。描述了表達(dá) CD163 的單核細(xì)胞衍生巨噬細(xì)胞的積累挖滤，這些巨噬細(xì)胞在 COVID-19 ARDS 期間獲得了促纖維化轉(zhuǎn)錄表型。基因集富集和計(jì)算數(shù)據(jù)整合揭示了 COVID-19 相關(guān)巨噬細(xì)胞與特發(fā)性肺纖維化中發(fā)現(xiàn)的促纖維化巨噬細(xì)胞群之間的顯著相似性浅役。 COVID-19 ARDS 與肺纖維化的臨床斩松、影像學(xué)、組織病理學(xué)和超微結(jié)構(gòu)特征相關(guān)觉既。人類單核細(xì)胞暴露于 SARS-CoV-2惧盹，而不是甲型流感病毒或病毒 RNA 類似物乳幸，足以在體外誘導(dǎo)類似的促纖維化表型【總之粹断，研究證明 SARS-CoV-2 引發(fā)了促纖維化巨噬細(xì)胞反應(yīng)和明顯的纖維增生性 ARDS。

INTRODUCTION

“嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒-2”（SARS-CoV-2）是“2019年冠狀病毒病”（COVID-19）的病原體嫡霞，最初感染并在上呼吸道上皮細(xì)胞中復(fù)制瓶埋。雖然 SARS-CoV-2 感染會(huì)導(dǎo)致大多數(shù)人出現(xiàn)輕度呼吸道疾病，但大約 5% 的患者會(huì)出現(xiàn)急性呼吸窘迫綜合征 (ARDS)诊沪，這需要長時(shí)間的呼吸支持并與高死亡率相關(guān)养筒。ARDS 是一種臨床綜合征，定義為急性低氧血癥和雙側(cè)影像學(xué)混濁的組合端姚，不能用心功能不全或容量超負(fù)荷解釋晕粪，發(fā)生在已知臨床損傷或出現(xiàn)新的呼吸道癥狀后 7 天內(nèi)。 ARDS 的病理生理學(xué)通常被視為對肺損傷的雙相或三相反應(yīng)寄锐。 最初的“滲出期”的特點(diǎn)是損傷誘導(dǎo)和骨髓細(xì)胞增殖的彌漫性肺泡損傷兵多、屏障破壞和水腫尖啡。 隨后是第二個(gè)“增殖期”橄仆，以上皮細(xì)胞修復(fù)、液體重吸收和肺泡完整性恢復(fù)為標(biāo)志衅斩。 第三個(gè)“纖維化期”僅發(fā)生在一部分患者中盆顾，與呼吸衰竭和高死亡率有關(guān)。

COVID-19 引起的 ARDS 需要長時(shí)間的機(jī)械通氣或體外膜肺氧合 (ECMO)畏梆，并且與高死亡率相關(guān)您宪。盡管病毒載量下降，但呼吸衰竭和 ARDS 通常在癥狀出現(xiàn)后的第二周出現(xiàn)（怪不得需要隔離14天）奠涌。延遲發(fā)病表明 COVID-19 中的 ARDS 是由繼發(fā)性事件驅(qū)動(dòng)的宪巨，包括不適當(dāng)?shù)拿庖叻磻?yīng)。支持這一觀點(diǎn)的是溜畅，在嚴(yán)重的 COVID-19 中觀察到失調(diào)的全身和粘膜免疫反應(yīng)捏卓，特別是在骨髓細(xì)胞compartment中。一再提出慈格，一部分 COVID-19 患者會(huì)出現(xiàn)有害的高炎癥狀態(tài)怠晴，單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞被認(rèn)為是這種炎癥綜合征的關(guān)鍵介質(zhì)。相比之下浴捆，對嚴(yán)重 COVID-19 的系統(tǒng)分析表明蒜田，炎性細(xì)胞因子的水平比非 COVID-19 誘發(fā)的 ARDS 可比隊(duì)列低一到兩個(gè)數(shù)量級，這對“細(xì)胞因子風(fēng)暴”的概念提出了質(zhì)疑''或''炎性巨噬細(xì)胞''綜合征选泻。根據(jù)這一觀察結(jié)果冲粤，嚴(yán)重 COVID-19 患者外周血中的單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞群顯示出抑制表型美莫。然而，地塞米松和抗白細(xì)胞介素 6 (IL-6)/抗 IL-6R 抗體或 janus 激酶 (JAK) 抑制劑等抗炎治療在重癥 COVID-19 早期給藥時(shí)可改善臨床結(jié)果梯捕，indicating that inflammatory mediators contribute to early organ injury in COVID-19.

除了在宿主防御和炎癥中的作用外茂嗓，巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞還是組織修復(fù)、重塑和纖維化的重要介質(zhì)科阎。不同的巨噬細(xì)胞表型與 ARDS 的不同階段有關(guān)述吸。 炎性巨噬細(xì)胞被認(rèn)為是滲出期(exudative phase)肺損傷的關(guān)鍵傳播者，而調(diào)節(jié)性巨噬細(xì)胞锣笨，以前被稱為“交替激活”或“M2”巨噬細(xì)胞蝌矛，與 ARDS 的增殖和纖維化階段有關(guān)。幾項(xiàng)研究 已經(jīng)報(bào)道了 COVID-19 中不同的單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的積累错英，yet their functional contribution to ARDS remains unknown.

在這里入撒，以單細(xì)胞分辨率研究嚴(yán)重 COVID-19 的肺免疫反應(yīng)。 分析描述了一種明顯的單核細(xì)胞衍生巨噬細(xì)胞浸潤椭岩，其獲得的轉(zhuǎn)錄特征讓人聯(lián)想到在特發(fā)性肺纖維化 (IPF) 中發(fā)現(xiàn)的促纖維化巨噬細(xì)胞茅逮。 除了肺巨噬細(xì)胞中潛在的促纖維化程序外，還觀察到肌成纖維細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的顯著擴(kuò)張和活化判哥，以及它們與肺巨噬細(xì)胞廣泛參與細(xì)胞間通訊網(wǎng)絡(luò)献雅。 IPF 樣轉(zhuǎn)錄譜是由來自健康供體的單核細(xì)胞暴露于 SARS-CoV-2 而非甲型流感病毒 (IAV) 引起的。 與觀察到的巨噬細(xì)胞和間充質(zhì)細(xì)胞反應(yīng)一致塌计，臨床挺身、組織學(xué)和超微結(jié)構(gòu)分析顯示廣泛的纖維化組織重塑，表明 COVID-19 相關(guān) ARDS 中的纖維增殖反應(yīng)加劇锌仅。

RESULTS

Pulmonary CD163⁺ macrophages accumulate in COVID-19 ARDS

使用功能性single-cell genomics（單細(xì)胞 RNA 測序 [scRNA-seq] 和單核 RNA 測序 [snRNAseq]）分析了來自 47 名重癥 COVID-19 患者的組織樣本和支氣管肺泡灌洗液（BAL）液樣本章钾，多表位配體制圖 (MELC)、免疫熒光 (IF) 顯微鏡热芹、免疫組織化學(xué) (IHC)贱傀、RNA 熒光原位雜交 (RNA-FISH) 和透射電子顯微鏡 (EM)，輔以臨床評估伊脓，包括肺力學(xué)和計(jì)算機(jī)斷層掃描 (CT) 成像（運(yùn)用的技術(shù)還挺多）府寒。與之前的報(bào)道一致，肺尸檢樣本的組織病理學(xué)分析揭示了彌漫性肺泡損傷丽旅、纖維增殖反應(yīng)和機(jī)化性肺炎的特征椰棘。通過 CD68⁺ 和血紅蛋白-觸珠蛋白清道夫受體 CD163⁺ 細(xì)胞的 IHC 和 IF 顯微術(shù)檢測到受損肺組織中巨噬細(xì)胞的積累。 CD68⁺ 細(xì)胞的定量顯示巨噬細(xì)胞密度顯著增加榄笙，并且在 COVID-19 中表達(dá) CD163 的巨噬細(xì)胞比例更高邪狞。通過 RNA-FISH 和連續(xù) IHC 在上皮細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中檢測到 SARS-CoV-2 RNA。為了詳細(xì)分析肺免疫細(xì)胞群茅撞，進(jìn)行了 MELC帆卓。用一組 22 種免疫細(xì)胞標(biāo)記物對 9 例致命 COVID-19 尸檢病例的肺組織樣本進(jìn)行染色巨朦，顯示髓細(xì)胞占優(yōu)勢（CD45⁺、CD3^-剑令、CD4^-糊啡、CD20^-，以及 CD11b吁津、CD14棚蓄、CD16、 CD66b碍脏、CD68梭依、CD84、HLA-DR典尾、TREM1）具有顯著的巨噬細(xì)胞clusters役拴，與之前的報(bào)道一致。 MELC 證實(shí)了 CD163⁺ 巨噬細(xì)胞的積累钾埂，其中一些共表達(dá)趨化因子受體 CXCR3 和補(bǔ)體因子 C1Q河闰。此外，注意到膠原蛋白的顯著沉積褥紫。

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Monocyte-derived macrophages adopt a damage response signature in severe COVID-19

為了在重癥 COVID-19 期間獲得更高分辨率的肺免疫反應(yīng)姜性，分析了 COVID-19 相關(guān) ARDS 患者 BAL 細(xì)胞的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組。 與肺組織的尸檢分析一致并與先前的報(bào)告一致故源，我們確定了骨髓細(xì)胞的主要比例污抬，特別是中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞汞贸。 SARS-CoV-2 轉(zhuǎn)錄本主要在單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞中檢測到绳军。

詳細(xì)分析揭示了六個(gè)具有不同基因表達(dá)譜的單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞群。 “FCN1-單核細(xì)胞”（FCN1-Mono）表達(dá)高水平的 ficolin-M（FCN1）和 CD14矢腻，但表達(dá)低水平的 FCGR3A门驾，編碼 CD16a。 FCN1-Mono 的特點(diǎn)是alarmins（S100A8多柑、S100A12）奶是、選定的炎性細(xì)胞因子（IL1B、IL6竣灌、CXCL8）和單核細(xì)胞趨化蛋白-1（MCP-1/CCL2）受體 CCR2 的高表達(dá)聂沙。值得注意的是，F(xiàn)CN1-Mono 還表達(dá) TGFB1初嘹，編碼 TGF-b及汉，一種傷口愈合和修復(fù)的主要調(diào)節(jié)因子，及其下游靶標(biāo) TGFBI屯烦。相鄰的“Mono/MΦ”群體表現(xiàn)出不太明顯的表型坷随，表明存在短暫的分化狀態(tài)房铭。 Mono/MΦ 和相鄰的單核細(xì)胞衍生的巨噬細(xì)胞群表達(dá)高水平的 SPP1，編碼Osteopontin温眉，一種多功能基質(zhì)細(xì)胞蛋白和在各種病理中在巨噬細(xì)胞中表達(dá)的細(xì)胞因子缸匪。 SPP1⁺ 巨噬細(xì)胞群由 CD163 和 LGMN 的高表達(dá)定義，編碼 Legumain类溢，此后被稱為“CD163/LGMN-MΦ”凌蔬。還鑒定了三種類型的肺泡巨噬細(xì)胞（AMΦ1、AMΦ2 和增殖性 AMΦ）闯冷，其特征是 FABP1龟梦、FABP4 和 MARCO 的高表達(dá)，這是 AMΦ 的特征窃躲。 AMΦ-2 表達(dá)高水平的 TGF-b 家族成員“抑制素 beta A”（INHBA）计贰，而“增殖-AMΦ”表達(dá)細(xì)胞周期相關(guān)基因（MKI67、TOP2A蒂窒、NUSAP1）躁倒。

轉(zhuǎn)錄分析表明浸潤性單核細(xì)胞（FCN1-Mono）沿曲線向CD163/LGMN-MΦ、AMΦ1和AMΦ2方向分化洒琢。單核細(xì)胞趨化因子 CCL2 在 FCN1-Mono秧秉、Mono/MΦ 和 CD163/LGMN-MΦ 中的顯著表達(dá)表明單核細(xì)胞募集和隨后的巨噬細(xì)胞分化的前饋循環(huán)。

巨噬細(xì)胞群的特征在于與 TGF-b 信號(hào)傳導(dǎo)相關(guān)的基因（TGFB衰抑、TGFBI象迎、INHBA、NRP1）呛踊、清道夫受體和與凋亡細(xì)胞攝取相關(guān)的分子（MRC1砾淌、CD163、MERTK谭网、TREM2汪厨、MARCO）、脂質(zhì)處理和 - 代謝（PLA2G7愉择、APOC劫乱、APOE、LIPA锥涕、LPL衷戈、FBP1、FABP4）和參與 ECM 相互作用和分解的細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）成分或分子（FN层坠、VCAN殖妇、SPP1、LGMN窿春、MMP9拉一、SDC3）采盒。 使用ChEA3工具的轉(zhuǎn)錄因子富集分析預(yù)測SPI1（編碼PU.1）在FCN1-Mono和轉(zhuǎn)錄因子EC（TFEC）和CD163/LGMN-MΦ的糖基化溶酶體膜蛋白（GLMP）中具有調(diào)節(jié)作用，而核受體過氧化物酶體增殖物- 參與肺泡巨噬細(xì)胞分化蔚润、脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)和抑制炎癥巨噬細(xì)胞反應(yīng)的活化受體 γ (PPARg) 被預(yù)測控制 AMΦ1 和 AMΦ2 中的轉(zhuǎn)錄（看來功能分析是必不可少的）磅氨。

在來自嚴(yán)重 COVID-19 ARDS 患者的第二組 BAL 樣本中證實(shí)了這些發(fā)現(xiàn)，揭示了相似的巨噬細(xì)胞群嫡纠。 FCN1-Mono烦租、Mono-MΦ 和 CD163/LGMN-MΦ 在 COVID-19 ARDS 的前 4 周占主導(dǎo)地位，AMΦ1 和 AMΦ2 在疾病后期重新填充肺泡室除盏。 為了進(jìn)一步驗(yàn)證叉橱，將隊(duì)列中鑒定的巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)錄表型與之前發(fā)表的 COVID-19 肺巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行了比較。 在所有三個(gè) COVID-19 數(shù)據(jù)集中發(fā)現(xiàn)了高度相似的巨噬細(xì)胞譜者蠕，證實(shí)了具有損傷反應(yīng)和組織修復(fù)特征的單核細(xì)胞衍生巨噬細(xì)胞的積累是 COVID-19 ARDS 的一個(gè)共同特征窃祝。

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Pulmonary macrophages in COVID-19 adopt a profibrotic phenotype(纖維化的表型)

單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的錯(cuò)誤損傷修復(fù)和傷口愈合反應(yīng)在組織重塑、瘢痕形成和纖維化中起關(guān)鍵作用踱侣。肺纖維化中纖維化生態(tài)位內(nèi)的巨噬細(xì)胞表達(dá)共享的轉(zhuǎn)錄程序粪小。 因此，從四個(gè)已發(fā)表的肺纖維化數(shù)據(jù)集中評估了重癥 COVID-19 中單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞與巨噬細(xì)胞之間的轉(zhuǎn)錄相似性抡句。 除了基因集之間的過度代表性分析外探膊，還根據(jù)基因集表達(dá)計(jì)算了基于細(xì)胞的分?jǐn)?shù)，并評估了群體間的差異待榔。 這些比較表明逞壁，CD163/LGMN-MΦ群與 IPF 特異性巨噬細(xì)胞表型非常相似，而 FCN1-Mono 和 AMΦ1 和 AMΦ2 分別更類似于穩(wěn)態(tài)單核細(xì)胞和肺泡巨噬細(xì)胞锐锣。

為了直接比較 COVID-19 相關(guān)和 IPF 相關(guān)巨噬細(xì)胞的細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組腌闯，將我們的 scRNA-seq 數(shù)據(jù)與另一個(gè) COVID-19 數(shù)據(jù)集與兩個(gè)包含 IPF、COPD（慢性阻塞性肺泊滔隆）的 scRNA-seq 數(shù)據(jù)集相結(jié)合绑嘹，并使用single-cell variational inference (scVI) 控制樣本。 138,341 個(gè)巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組的聯(lián)合嵌入揭示了 CD163/LGMN-MΦ和增殖性 AMΦ種群與 IPF 相關(guān)巨噬細(xì)胞的顯著相似性橘茉。 IPF 和 COVID-19 相關(guān)巨噬細(xì)胞均表達(dá)具有眾所周知的纖維化致病功能的基因，如 SPP1姨丈、TGFB1畅卓、TGFBI、LGMN 和 CCL18蟋恬∥膛耍基于 k-最近鄰分類器的鄰近分析顯示 CD163/LGMN-MΦ 和增殖-AMΦ 與 IPF 相關(guān)巨噬細(xì)胞具有顯著相似性（相對分?jǐn)?shù)分別為 0.66 和 0.83；調(diào)整后的 p < 0.0001歼争；Fisher 精確檢驗(yàn)拜马，one-tailed)渗勘。 AMΦ2 (0.63) 和 FCN1-Mono (0.47) 類似于穩(wěn)態(tài)肺泡巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞，嵌入健康肺部的巨噬細(xì)胞附近俩莽。分析已發(fā)表的 COVID-19 數(shù)據(jù)集獲得了類似的結(jié)果旺坠，證實(shí)對應(yīng)于 CD163/LGMN-MΦ的單核細(xì)胞衍生巨噬細(xì)胞 (MoM3) 與 IPF 相關(guān)巨噬細(xì)胞具有高度相似性。

Gene set overrepresentation, scRNA-seq data integration, and proximity analyses revealed that pulmonary CD163/LGMN-MΦ in COVID-19 showed significant transcriptional similarity with macrophages found in IPF. The data indicate that newly recruited monocyte-derived macrophages in COVID-19 adopt a fibrosis-associated phenotype.

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Interaction of pulmonary macrophages and mesenchymal cells in COVID-19 ARDS（相互作用）

為了進(jìn)一步研究肺巨噬細(xì)胞群與纖維化反應(yīng)的關(guān)聯(lián)扮超，分析了來自postmortem COVID-19 患者的死后肺組織樣本取刃。 使用 snRNA-seq，我們根據(jù)典型標(biāo)記基因鑒定了 15 個(gè)不同的肺細(xì)胞群出刷。我們發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞表型與 BAL 中描述的相似璧疗，以及周細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞馁龟、成纖維細(xì)胞和肌成纖維細(xì)胞崩侠。 成纖維細(xì)胞和肌成纖維細(xì)胞在 COVID-19 中表現(xiàn)出強(qiáng)烈的 ECM 蛋白編碼基因上調(diào)，特別是在疾病的后期（第 34-82 天）坷檩，表明強(qiáng)烈的纖維化反應(yīng)啦膜。 接下來，使用配體-受體相互作用工具 CellChat 推斷了巨噬細(xì)胞和間充質(zhì)細(xì)胞之間的通信網(wǎng)絡(luò)淌喻。 分析揭示了 CD163/LGMN-MΦ 以及在較小程度上 Mono/MΦ 與肌成纖維細(xì)胞僧家、成纖維細(xì)胞和周細(xì)胞的強(qiáng)相互作用。 相對于疾病的早期階段（第 7-21 天）裸删，相互作用強(qiáng)度在較晚的時(shí)間點(diǎn)（第 34-82 天）增加八拱。 信息流分析顯示參與了有效的促纖維化途徑，包括 Col涯塔、FGF（成纖維細(xì)胞生長因子）肌稻、TGFB1 和 SPP1 等。

接下來通過 IF 在尸檢肺樣本中評估 SM22⁺ 肌成纖維細(xì)胞和 CD68⁺ 巨噬細(xì)胞的組織分布匕荸。 與非 COVID-19 對照相比爹谭，肌成纖維細(xì)胞擴(kuò)增，并且經(jīng)常在 SM22⁺ 基因座附近發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞榛搔。 我們還注意到 CD163⁺ 巨噬細(xì)胞和膠原蛋白沉積的顯著共定位诺凡。 然而，膠原蛋白區(qū)域和巨噬細(xì)胞的擴(kuò)張?jiān)黾恿斯捕ㄎ坏目赡苄裕?strong>空間共定位分析還是很重要的）践惑。

In summary, we found that pulmonary macrophages colocalized with collagen and myofibroblast loci and engaged in strong signal interactions with myofibroblasts, fibroblasts, and pericytes. Interactions between CD163/LGMN-MΦ and mesenchymal cells may thus contribute to a highly profibrotic milieu in COVID-19 ARDS.（總之腹泌，我們發(fā)現(xiàn)肺巨噬細(xì)胞與膠原蛋白和肌成纖維細(xì)胞基因座共定位，并與肌成纖維細(xì)胞尔觉、成纖維細(xì)胞和周細(xì)胞進(jìn)行強(qiáng)信號(hào)相互作用凉袱。 因此，CD163/LGMN-MΦ 和間充質(zhì)細(xì)胞之間的相互作用可能導(dǎo)致 COVID-19 ARDS 中的高度纖維化環(huán)境。）

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COVID-19 is associated with pronounced fibroproliferative ARDS

在 COVID-19 ARDS 中鑒定巨噬細(xì)胞中與纖維化相關(guān)的轉(zhuǎn)錄特征及其與間充質(zhì)細(xì)胞的相互作用促使我們評估 COVID-19 中肺纖維化的證據(jù)专甩≈油遥總之，揭示了在嚴(yán)重的 COVID-19 相關(guān) ARDS 期間具有明顯的通氣涤躲、放射學(xué)棺耍、組織學(xué)和超微結(jié)構(gòu)特征的肺瘢痕和纖維化的加劇的纖維增殖反應(yīng)。

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SARS-CoV-2 triggers a fibrosis-associated transcriptional profile in monocytes

傷口愈合和纖維化的關(guān)鍵介質(zhì)篓叶，包括 TGF-β烈掠，在組織損傷和凋亡細(xì)胞攝取后在吞噬細(xì)胞中被誘導(dǎo)。因此缸托，巨噬細(xì)胞中的纖維化損傷反應(yīng)特征可能是由 ARDS 期間的廣泛肺損傷和呼吸機(jī)引起的肺損傷引起的左敌。由于在巨噬細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了 SARS-CoV-2 轉(zhuǎn)錄物，特別是在 CD163/LGMN-MΦ中俐镐，測試了病毒接觸是否可能直接引發(fā)單核細(xì)胞中的纖維化相關(guān)特征矫限。我們用 SARS-CoV-2 刺激從健康供體分離的經(jīng)典 (CD14⁺CD16^-) 單核細(xì)胞 18 小時(shí)，并通過 scRNA-seq 分析了多路復(fù)用實(shí)驗(yàn)條件（通過標(biāo)簽寡核苷酸 [HTO]）和供體（通過單個(gè)核苷酸多態(tài)性 [SNP]) 以最小化批次效應(yīng)佩抹。我們納入了病毒 RNA 傳感器叼风、視黃酸誘導(dǎo)基因 I (RIG-I) 和黑色素瘤分化相關(guān)蛋白 5 (MDA5) 激動(dòng)劑 30-ppp-hairpin-RNA (3p-hpRNA) 和 R848（Toll-的雙重激動(dòng)劑）的配體。類似受體 (TLR)-7/-8棍苹，用于比較无宿。我們觀察到對 3p-hpRNA、R848 和 SARS-CoV-2 的不同反應(yīng)枢里。單核細(xì)胞對 SARS-CoV-2 的反應(yīng)是不同的孽鸡，但與 3p-hpRNA 刺激部分重疊，表明 SARS-CoV-2 有可能通過 RIG-I 樣受體引發(fā)適度的 I 型干擾素 (IFN) 反應(yīng)栏豺。值得注意的是彬碱，在 COVID-19 和肺纖維化中發(fā)現(xiàn)的幾個(gè)肺巨噬細(xì)胞特征基因，包括 MRC1奥洼、CD163巷疼、MERTK、LGMN 和 MMP9灵奖，在暴露于 SARS-CoV-2 后被特異性誘導(dǎo)嚼沿。 SARS-CoV-2 還誘導(dǎo)了 TGF-b 家族基因 NRP1 和 TGFBI。 NRP1 促進(jìn) SARS-CoV-2 的宿主細(xì)胞結(jié)合和進(jìn)入桑寨；然而伏尼，盡管 SARS-CoV-2 刺激的單核細(xì)胞中有大量病毒轉(zhuǎn)錄物，但我們沒有發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)性感染的證據(jù)尉尾。與 R848 相比，SARS-CoV-2 刺激僅誘導(dǎo)了 IL1B 的有限表達(dá)燥透，而沒有誘導(dǎo) IL6沙咏。轉(zhuǎn)錄因子預(yù)測揭示了 SARS-CoV-2 刺激的單核細(xì)胞與肺 CD163/LGMN-MΦ巨噬細(xì)胞在 COVID-19 ARDS 中的重疊辨图，包括 TFEC、GLMP 和 HLX（H2.0 樣同源盒蛋白）的預(yù)測參與肢藐。

鑒于 SARS-CoV-2 暴露的單核細(xì)胞和 CD163/LGMN-MΦ中基因表達(dá)的重疊故河，我們評估了 IPF 相關(guān)巨噬細(xì)胞基因組的潛在富集。 纖維化相關(guān)巨噬細(xì)胞基因特征在 SARS-CoV-2 暴露的單核細(xì)胞中特異性富集吆豹，但在 30-hpRNA 刺激鱼的、R848 刺激或未刺激的對照單核細(xì)胞中不富集。 發(fā)現(xiàn) SARS-CoV-2 刺激的單核細(xì)胞和 IPF 相關(guān)巨噬細(xì)胞（包括 IPF 特異性clusters）中的基因表達(dá)高度相似痘煤。 這些結(jié)果表明凑阶，SARS-CoV-2 直接觸發(fā)了人類單核細(xì)胞中類似于纖維化相關(guān)肺巨噬細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄譜。

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SARS-CoV-2 triggers a profibrotic proteome profile in monocytes

為了驗(yàn)證和說明這些發(fā)現(xiàn)衷快，進(jìn)行了多重定量鳥槍法蛋白質(zhì)組學(xué)宙橱，它可以提供與細(xì)胞表型高度相關(guān)的數(shù)據(jù)。 用 SARS-CoV-2 或 IAV (H3N2) 刺激從健康供體分離的單核細(xì)胞蘸拔，這已在蛋白質(zhì)組水平上得到充分研究师郑。 感染后 1、3 和 18 小時(shí) (hpi) 的分析可重復(fù)地量化了來自 4 個(gè)供體的 2 個(gè)重復(fù)中的 6,951 個(gè)蛋白質(zhì)和 5,299 個(gè)磷酸化位點(diǎn)调窍。 與 IAV 有效感染單核細(xì)胞的能力一致宝冕，我們發(fā)現(xiàn) IAV 蛋白隨著時(shí)間的推移而增加。 相比之下邓萨，SARS-CoV-2 蛋白保持不變或減少地梨。 只有 SARS-CoV-2 M 蛋白 (VME1) 顯示適度增加，表明存在一些殘留的病毒轉(zhuǎn)錄和翻譯(實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的部分我們就不展開了)先誉。

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DISCUSSION

嚴(yán)重 COVID-19 相關(guān) ARDS 的病理機(jī)制仍未完全了解湿刽。在這里，報(bào)告了單核細(xì)胞衍生的巨噬細(xì)胞的積累褐耳，這些巨噬細(xì)胞具有豐富的纖維化相關(guān)基因特征诈闺，并且與嚴(yán)重 COVID-19 期間肺部 IPF 中發(fā)現(xiàn)的巨噬細(xì)胞群具有顯著相似性。值得注意的是铃芦，SARS-CoV-2 足以在體外誘導(dǎo)經(jīng)典單核細(xì)胞中的類似分化程序雅镊，這表明病毒接觸可能構(gòu)成促纖維化巨噬細(xì)胞重編程的觸發(fā)因素。這些發(fā)現(xiàn)得到了定量蛋白質(zhì)組學(xué)的證實(shí)刃滓，并擴(kuò)展到翻譯后改變仁烹，包括 CEBPB 異構(gòu)體比率，這也與纖維化有關(guān)咧虎。根據(jù)這些發(fā)現(xiàn)卓缰，我們觀察到限制性通氣缺陷和鞏固和纖維化重塑的放射學(xué)跡象，組織病理學(xué)顯示肌成纖維細(xì)胞和成纖維細(xì)胞擴(kuò)張以及明顯的 ECM 沉積。這些發(fā)現(xiàn)與臨床觀察一致征唬，即 COVID-19 ARDS 患者需要長期呼吸支持和 ECMO 治療捌显，并且與其他形式的 ARDS 相比，死亡率更高总寒。我們的研究描述了嚴(yán)重 COVID-19 中肺巨噬細(xì)胞的主要纖維化特征扶歪，并伴有嚴(yán)重的纖維化肺組織重塑。這與之前關(guān)于 COVID-19 ARDS 患者甚至最初患有輕度或中度疾病的個(gè)體的組織性肺炎摄闸、瘢痕形成和纖維化的報(bào)告一致善镰。

雖然 IPF 的特征是慢性進(jìn)行性、不可逆的纖維化年枕，但 COVID-19 誘導(dǎo)的纖維化組織重塑發(fā)生迅速炫欺，并且在大多數(shù)幸存者中至少部分可逆。然而画切，這兩種情況具有相似的流行病學(xué)風(fēng)險(xiǎn)因素竣稽，包括年齡較大、男性霍弹、吸煙史和其他合并癥毫别。病毒感染也反復(fù)與 IPF 的發(fā)病機(jī)制有關(guān)，并作為急性加重的誘因典格。此外岛宦，IPF 急性加重的特點(diǎn)是雙側(cè) GGO 和彌漫性肺泡損傷的證據(jù)，這表明病毒感染和隨后的纖維化增強(qiáng)耍缴。我們的數(shù)據(jù)揭示了 IPF 和嚴(yán)重 COVID-19 ARDS 的意想不到的共同特征砾肺，即易感個(gè)體的異常巨噬細(xì)胞活化和不適當(dāng)?shù)睦w維增殖反應(yīng)。單核細(xì)胞和促纖維化巨噬細(xì)胞在 ARDS 和肺纖維化的發(fā)病機(jī)制和進(jìn)展中起關(guān)鍵作用防嗡。循環(huán)單核細(xì)胞數(shù)量已被提議作為 IPF 的預(yù)后生物標(biāo)志物变汪，并且 CCR2 的基因缺失或單核細(xì)胞衍生的巨噬細(xì)胞的消耗可保護(hù)小鼠免受藥物誘導(dǎo)的肺纖維化。 CD163⁺ 巨噬細(xì)胞的積累與 IPF 的不良結(jié)果有關(guān)蚁趁。 CD163/LGMN-MΦ 表達(dá)高水平的骨橋蛋白（由 SPP1 編碼）裙盾，這是一種分泌的 ECM 磷酸糖蛋白，它還兼作刺激成纖維細(xì)胞中膠原蛋白-I 產(chǎn)生并在 IPF 中發(fā)揮促纖維化功能的細(xì)胞因子他嫡。 TGFB1（編碼 TGF-b）是傷口愈合和器官纖維化的主要調(diào)節(jié)因子番官，以及幾個(gè) TGF-b 相關(guān)基因，包括 TGFBI 和 NRP1钢属，也在 CD163/LGMN-MΦ 中高表達(dá)徘熔。巨噬細(xì)胞衍生的 TGFBI 通過抑制抗纖維化金屬蛋白酶 14 (MMP14) 促進(jìn)成纖維細(xì)胞中的膠原蛋白生成并抑制膠原蛋白更新。 Legumain (LGMN) 是一種天冬酰胺內(nèi)肽酶淆党，參與 MMP 活化酷师、TGF-b 信號(hào)傳導(dǎo)和 ECM 沉積讶凉，在器官纖維化中起重要作用。 LGMN 在 CD163/LGMN-MΦ 和 IPF 的促纖維化巨噬細(xì)胞中高度表達(dá)窒升，并且在暴露于 SARS-CoV-2 后在單核細(xì)胞中被強(qiáng)烈誘導(dǎo)缀遍。

證明了暴露于 SARS-CoV-2 而不是 IAV 會(huì)誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組譜與 IPF 相關(guān)巨噬細(xì)胞具有高度相似性慕匠，我們還在肺巨噬細(xì)胞中檢測到 SARS-CoV-2 轉(zhuǎn)錄本饱须。這些發(fā)現(xiàn)表明，SARS-CoV-2 可能直接導(dǎo)致嚴(yán)重 COVID-19 中的促纖維化巨噬細(xì)胞表型台谊。其他因素可能會(huì)在后期傳播纖維化巨噬細(xì)胞反應(yīng)蓉媳，但纖維化組織狀態(tài)可以通過強(qiáng)烈的初始沖動(dòng)觸發(fā)進(jìn)入病理穩(wěn)定性，并且通常會(huì)緩慢消退锅铅。通過誘導(dǎo) TGF-β 識(shí)別組織損傷和攝取凋亡細(xì)胞是傷口愈合和促纖維化反應(yīng)的已知刺激酪呻。 COVID-19 中的肺巨噬細(xì)胞表達(dá)了一系列參與細(xì)胞增多癥的清道夫受體和蛋白質(zhì)，包括 MRC1盐须、CD163玩荠、TREM2 和 MERTK 等，以及高水平的 TGFB1 和 TGFBI贼邓。因此阶冈，SARS-CoV-2 感染誘導(dǎo)基因表達(dá)，這些基因可能直接和間接促進(jìn)巨噬細(xì)胞的促纖維化功能塑径。這些損傷修復(fù)反應(yīng)可能有利于控制炎癥組織損傷女坑。然而，未經(jīng)檢查和異常统舀，它們可能會(huì)導(dǎo)致易感個(gè)體的纖維增生增強(qiáng)和呼吸衰竭延長匆骗。在這方面，重要的是評估 CD163/LGMN-MΦ 的存在及其在輕度 COVID-19 患者中的命運(yùn)誉简。

以前曾報(bào)道過 COVID-19 的肺部后遺癥碉就，包括纖維化，但確切的疾病負(fù)擔(dān)仍不清楚闷串。最近對先前因 COVID-19 住院的 1,733 名患者進(jìn)行的為期 6 個(gè)月的隨訪顯示瓮钥，中位 6 分鐘步行距離縮短，擴(kuò)散能力和總肺活量下降窿克，表明存在限制性通氣缺陷骏庸。這在嚴(yán)重疾病后更為明顯，不包括接受 ECMO 或器官支持的患者年叮。此外具被，有幾份報(bào)告稱輕至中度 SARS-CoV-2 感染后出現(xiàn)嚴(yán)重的進(jìn)行性肺纖維化。識(shí)別有發(fā)生 COVID-19 纖維化并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)的患者并制定早期干預(yù)策略（包括潛在的抗纖維化療法）非常重要只损。阻斷單核細(xì)胞流入也可能是一種有吸引力的策略一姿。另一方面七咧，很明顯，隨著時(shí)間的推移叮叹，在 COVID-19 ARDS 存活的患者中艾栋，纖維化病變會(huì)消退或部分消退。因此蛉顽，恢復(fù)階段可能提供一個(gè)獨(dú)特的窗口來研究纖維化消退的分子機(jī)制蝗砾。

Method（關(guān)注一些重點(diǎn)方法）

Single-cell RNA-seq data analysis

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Single-nucleus RNA-seq

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Data integration

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生活很好，有你更好