博来霉素诱导肺纤维化小鼠模型中纤维化与消退的细胞和分子洞见
肺纤维化是一种慢性肺部疾病，治疗选择有限，死亡率显著。为了更好地理解这种疾病，我们利用广泛接受的博来霉素诱导肺纤维化小鼠模型，应用 Stereo-seq 空间转录组技术研究纤维化和消退过程中的细胞和分子变化。我们的研究为纤维化的进展、细胞动态和纤维化消退的潜在标志物提供了宝贵洞见。
主要发现
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时空转录组图谱构建： 我们在三个关键时间点生成了小鼠肺部的时空转录组图谱：基线（对照）、急性纤维化（博来霉素注射后 7 天）和消退期（注射后 21 天）。该数据集是博来霉素诱导肺纤维化小鼠模型的首次空间转录组分析。
- 细胞组成和动态的变化：
我们的分析凸显了纤维化过程中关键肺细胞类型的显著变化：
- 负责肺修复的肺泡 II 型（AT2）细胞在纤维化过程中数量急剧下降。
- 成纤维细胞持续增加，尤其是肌成纤维细胞亚型，它与细胞外基质积累和纤维化进展密切相关。
- 巨噬细胞和其他免疫细胞在急性纤维化阶段短暂增加，反映了它们参与炎症反应。
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基因表达与消退机制： 我们鉴定了与纤维化和自我消退过程相关的基因差异表达。例如，Spp1 和 Col1a1 等纤维化标志物在急性纤维化期间上调，而与炎症缓解相关的 Prkca 等恢复期基因则在消退期观察到。
- 细胞互作的新洞见： 利用细胞间通讯分析，我们发现纤维化期间成纤维细胞和巨噬细胞之间的相互作用增加，由 COL1A1 和 APP 等关键信号分子介导。这些相互作用在消退期逐渐转变，提示可能在纤维化恢复中发挥关键作用的途径。
思考
在 Stereo-seq 技术推出时，我正在筹建我们研究院的北京分部。在搭建实验平台期间，我们测试了各种样本，包括本项目中使用的小鼠肺组织。这项研究是基于同济医院张博士的建议启动的，他建议探索小鼠的博来霉素诱导肺纤维化模型。实验设计很直接：在不同阶段对模型小鼠的肺进行采样并进行空间转录组分析。我们总共分析了三个空间转录组切片。
虽然数据质量有前景，但并不完美，因为它最初是作为测试数据设计的。尽管如此，我提议撰写这篇论文以利用现有数据集。对于肺纤维化研究，博来霉素模型在认可度方面有其局限性，纳入额外时间点、实验条件和后续验证的更全面设计可能会产生更有影响力的论文。尽管存在这些限制，我们还是展示了肺细胞类型、纤维化进展期间的分子变化以及纤维化消退期间的细胞过程的发现。在未来的研究中加强模型设计并增加进一步的实验验证，可能会产生更有影响力的论文。
本研究的全文可在 Heliyon 在线获取。