血吸蟲病是一種嚴(yán)重危害人類健康的寄生蟲病，主要包括急性期肝損傷和慢性期肝纖維化。然而，日本血吸蟲感染過程中的致病機(jī)制仍不清楚。單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)是一種在單個(gè)細(xì)胞水平上進(jìn)行高通量測(cè)序分析的技術(shù)，它能夠揭示細(xì)胞的異質(zhì)性，即使是來自同一組織的細(xì)胞也可能在基因表達(dá)和基因組結(jié)構(gòu)上存在差異。這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展對(duì)于理解細(xì)胞的功能、發(fā)育過程以及疾病機(jī)制具有重要意義，也為探索血吸蟲病的發(fā)病機(jī)制提供了可能。

近日，余傳信科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)就單細(xì)胞組學(xué)分析日本血吸蟲感染進(jìn)展中小鼠肝損傷和肝纖維化的細(xì)胞和分子變化在《Current issues in molecular biology》上發(fā)表題為“Single-cell analysis reveals the cellular and molecular changes of liver injury and fibrosis in mice during the progression of Schistosoma japonicum infection”的研究性論文，以期深入理解日本血吸蟲病的發(fā)病機(jī)制，為其防控和治療提供理論依據(jù)和研究方向。

本研究使用單細(xì)胞RNA測(cè)序(scRNA-seq)解析了日本血吸蟲感染過程中（感染后6周和10周）小鼠肝臟中的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組特征。病理學(xué)分析顯示，在感染后6周肝臟損傷主要由蟲卵肉芽腫引起，在感染后10周主要是由損傷修復(fù)引起的肝纖維化。單細(xì)胞測(cè)序分析共納入31847個(gè)肝細(xì)胞，并聚類成21類。感染后6周肝臟中的免疫細(xì)胞主要是巨噬細(xì)胞，而在感染后10周主要是中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞。將2322個(gè)T細(xì)胞再重新聚類為9個(gè)亞型。感染后，效應(yīng)性CD4+T、NK、幼稚T和γδT細(xì)胞的比例下降，而效應(yīng)性CD8+T、Th1、Th2和Treg細(xì)胞的比例增加。Th1細(xì)胞的比例先升后降，而Th2和Treg細(xì)胞的比例隨著感染的進(jìn)展逐漸升高。在血吸蟲感染進(jìn)程中，肝臟中的細(xì)胞和T細(xì)胞具有高度異質(zhì)性。細(xì)胞間相互作用的數(shù)量和強(qiáng)度同樣在感染后6周顯著增加，在10周下降。感染后6周，肝臟中的炎癥信號(hào)通路以巨噬細(xì)胞與T細(xì)胞之間的趨化因子細(xì)胞因子配體(CCL)5/趨化因子C-C-基序受體(CCR)5信號(hào)通路為主；感染后10周巨噬細(xì)胞之間的CCL6/CCR2信號(hào)通路占主導(dǎo)地位。與T細(xì)胞活化相關(guān)的CD80信號(hào)通路在感染后6周時(shí)增加，流式細(xì)胞術(shù)證實(shí)其受體CD28在CD4+和CD8+ T細(xì)胞表面的表達(dá)增加，表明它們的活化增加。此外，scRNA-seq和熒光定量PCR證實(shí)，感染后6周分泌型磷蛋白1 (SPP1)-分化簇(CD44)、胰島素樣生長(zhǎng)因子(IGF)-1-IGF1r和與骨代謝和胰島素代謝相關(guān)的內(nèi)脂素(Visfatin)-胰島素受體(Insr)之間的細(xì)胞間通訊在肝臟中增加和增強(qiáng)。該研究提供了血吸蟲感染發(fā)展過程中小鼠肝臟的完整單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組圖譜，并描述了血吸蟲感染誘導(dǎo)的肝損傷和肝纖維化中涉及的關(guān)鍵細(xì)胞和分子事件。肝臟中升高的CCL5-CCR5和CCL6-CCR2信號(hào)通路可能分別是血吸蟲感染引起肝損傷和肝纖維化的藥物靶點(diǎn)。除了CD4+ T細(xì)胞的各種亞群，CD8+ T細(xì)胞也可能參與血吸蟲病引起的肝損傷和肝纖維化。血吸蟲感染后升高的SPP1、IGF-1和Visfatin可能在代謝性疾病中發(fā)揮作用，有待進(jìn)一步研究。

江蘇省血吸蟲病防治研究所2022級(jí)研究生盧鞠璐和2023級(jí)研究生張馨月為本文共同第一作者，余傳信研究員和宋麗君副研究員為本文的共同通訊作者。全文鏈接：http://www.mdpi.com/1467-3045/46/11/707；或PDF鏈接:http://www.mdpi.com/1467-3045/46/11/707/pdf。