为了深入研究ART治疗的艾滋病毒感染患者的免疫情况,研究人员从5例HIV阴性对照(NCs)、9例免疫应答者(IRs)和3例免疫无应答者(INRs)的结肠镜活检中获得54475个白细胞进行scRNA-seq,mIHC进行验证,采用PCR方法扩增粪便样本中的16S rRNA序列,分析粪便微生物群。采用流式细胞术分析CD4+T细胞计数以及T细胞的激活。
图1.研究方案设计(源自论文[1])
1、INRs肠道黏膜B细胞显著增加,而肠道浆细胞显著减少
研究人员鉴定了10个主要的细胞簇并分析了在IRs和INRs之间表现出不同的细胞富集模式的免疫细胞簇,经研究结果表明B细胞大量存在于INRs的肠黏膜组织中,而浆细胞在NCs和IRs的肠黏膜组织中表现出优先富集。肠道浆细胞的数量与CD4+T细胞呈正相关,和CD4、CD8的比值呈正相关,B细胞数量与CD4+T细胞呈反比,综上INRs肠道黏膜B细胞显著增加,而肠道浆细胞显著减少。
图2.NCs、IRs和INRs的肠道组织的研究设计和单细胞转录组图(源自论文[1])
2、INRs中肠道滤泡B细胞和记忆B细胞富集
由于发现了INRs中B细胞的富集,所以接下来进一步对肠道B细胞、浆细胞的7个亚群进行了分析。经研究发现与IRs和NCs相比,INRs中4个肠道B细胞亚群在细胞中表现出优先富集,特别是滤泡B细胞和记忆B细胞表现出了显著的富集,并且INRs中的IGLC2+IgA+和IGKC+IgA+浆细胞明显减少。同时mIHC方法验证得出B细胞(CD19+)升高,浆细胞(IgA+)含量下降。综上,INRs中肠道滤泡B细胞和记忆B细胞显著增加,而IgA+ 浆细胞明显减少。
图3.NCs、IRs和INRs的肠道组织中B细胞和浆细胞簇的亚群聚类(源自论文[1])
3、INRs肠道滤泡或记忆性B细胞分化为浆细胞的潜力降低
由于在IRs和INRs的滤泡B细胞和记忆B细胞中发现了显著差异,所以有必要进一步分析来确定肠道浆细胞的减少是否与这些患者的B细胞分化水平有关,经研究发现在IRs和INRs之间的28个滤泡B细胞和记忆B细胞的DEGs发生了显著变化,并且在IRs中B细胞向浆细胞分化的关键转录因子XBP1高表达、XBP1转录因子和IgA+浆细胞成正比。综合来看在INRs中,滤泡或记忆B细胞分化为浆细胞的潜能下降。
图4.INRs中滤泡/记忆B细胞分化为浆细胞的研究(源自论文[1])
4、INRs中记忆B细胞/Tfh细胞中CD74/MIF和CD74/COPA的表达降低
由于Tfh和B细胞之间的相互作用在B细胞向浆细胞分化中扮演很重要的作用,所以研究者比较了NCs、IRs和INRs中的这些相互作用,分析结果显示,与NCs和IRs相比,INRs中CD74/MIF和CD74/COPA在记忆B/Tfh细胞中的相互作用较低。并且研究者也通过mIHC染色对IRs患者的肠道组织切片进行了验证,证实了Tfh细胞(CD4+CXCR5+)与表达CD74的记忆B细胞(CD19+IgD-)空间相邻的关系。
图5.Tfh与滤泡/记忆B细胞之间的相互作用(源自论文[1])
该mIHC实验由艾克发生物团队提供相应技术支持,设计Panel 1(IgA,CD138,DAPI)和Panel 2(CD4,CXCR5,CD19,CD74,DAPI),利用艾克发生物的全自动染色机Alpha Painter X30及多靶点免疫组化染色试剂盒AlphaTSA Multiplex IHC Kit (cat# AXT36100041),直观检测显示不同标记物的共表达情况。