| 期刊 | International Journal of Biological Macromolecules |
|---|---|
| 影响因子 | 8.5 |
| 发表年份 | 2025 |
| 合作单位 | 重庆医科大学附属第二医院 |
| 中文题目 | 内皮 septin 4 减少通过破坏内皮屏障完整性并促进 ISG+ 细胞浸润加重脂多糖诱导的急性肺损伤 |
| 英文题目 | Endothelial septin 4 reduction contributes to lipopolysaccharide-induced acute lung injury by disrupting endothelial barrier integrity and promoting infiltration of ISG+ cells |
| 技术分类 | 单细胞多组学 |
| 研究领域 | 免疫 |
| 技术 | BD Rhapsody 单细胞转录组测序 |
| 核心发现 | LPS 处理 3 天屏障破坏最显著：VE-cadherin 下降约 60%、occludin 约 50%、CLDN5 约 70%、ZO-1 约 30% SEPT4 主要富集于内皮细胞与成纤维细胞，LPS 3 天后 SEPT4 mRNA 下降约 75%、蛋白下降约 80% 内皮特异性敲除小鼠肺微血管 VE-cadherin 荧光强度降低约 70%，肺湿干比从 4.5 升至 5.8 单细胞测序（NC 16,659 个细胞 / CKO 15,436 个细胞）显示 ISG+ 细胞比例显著增加，IFIT1、RSAD2 阳性细胞增加约 3 倍 |
| 原文链接 | 10.1016/j.ijbiomac.2025.148790 |
| 小标签 | 单细胞多组学 · BD Rhapsody™ · 急性肺损伤 |
研究背景
急性肺损伤（ALI）死亡率高，核心病理是血管内皮屏障被破坏，血浆蛋白与炎症细胞大量渗入肺泡。肌动蛋白这类传统细胞骨架蛋白虽然参与屏障调控，但在各种细胞里都表达，做药物靶点缺乏特异性。Septins 是第四类细胞骨架蛋白，成员之间组织分布差异明显——如果能找到一个只在内皮细胞里干活的成员，靶点的精准度就不一样了。
研究方法
研究先做时间轴定位：LPS 处理后 1 天与 3 天分别取材，对比 H&E、连接蛋白 Western blot 与免疫组化，确定屏障破坏最严重的时间点。接着用 qPCR 与 Western blot 系统检测 SEPT1–11 在肺组织中的表达变化，并用公开的 LPS 小鼠肺单细胞数据集、小鼠蛋白图谱（MCA）与人类蛋白图谱（HPA）确定 SEPT4 的细胞类型分布。功能验证采用内皮特异性 Sept4 敲除小鼠（他莫昔芬诱导），在 LPS（15 mg/kg，气管滴注）模型下评估连接蛋白、肺水肿与炎症指标。单细胞层面在 LPS 处理后 1 天取 NC 与 CKO 小鼠肺组织制备悬液，用 BD 平台测序（NC 组 16,659 个细胞、CKO 组 15,436 个细胞）。
主要发现
1. 屏障破坏在第 3 天最显著，SEPT4 是下调最明显的成员
LPS 处理 1 天仅见少量炎细胞浸润，3 天时肺泡腔大量炎细胞聚集、肺泡壁增厚。Western blot 定量显示 VE-cadherin 下降约 60%、occludin 约 50%、CLDN5 约 70%、ZO-1 约 30%。qPCR 检测 SEPT1–11，LPS 1 天时全部显著下调，3 天时 SEPT1–4 与 SEPT6–11 仍维持低表达，其中 SEPT4 mRNA 下降约 75%，蛋白下降约 80%。
2. SEPT4 特异分布在内皮细胞与成纤维细胞
用公开单细胞数据集绘制 SEPT1–11 的细胞类型分布热图，SEPT4 主要富集于内皮细胞与成纤维细胞，而其他成员分布更散（如 SEPT3 高表达于树突状细胞、SEPT5 主要在中性粒细胞）。MCA 与 HPA 数据库显示 SEPT4 在肺、肌肉、卵巢等组织的内皮细胞与成纤维细胞中特异性表达，人与小鼠高度保守。这种分布差异，正是它作为细胞特异性靶点的前提。
3. 内皮特异性敲除直接漏血管，并加重 LPS 损伤
Sept4 CKO 小鼠肺组织 SEPT4 蛋白下降约 90%，VE-cadherin、CLDN5、occludin、ZO-1 分别下降约 50%、60%、40%、30%，肺组织肉眼可见点状出血，免疫荧光显示微血管壁 VE-cadherin 荧光强度降低约 70%。在 LPS 模型下，CKO 组肺湿干比从 4.5±0.3 升至 5.8±0.4，BALF 细胞总数从 (2.1±0.5)×10⁵/mL 升至 (3.8±0.6)×10⁵/mL，CCL3、CXCL2、CXCL9、CXCL10 均显著升高；而 cleaved caspase-3 反而下降、caspase-9 无变化，说明加重损伤走的不是凋亡这条路。
4. 单细胞测序锁定 ISG+ 细胞浸润
t-SNE 分群得到 11 种主要细胞类型，其中一群高表达干扰素刺激基因（Ifit1、Rsad2、Isg15）的 ISG+ 细胞在 CKO 组比例显著增加。免疫组化验证 IFIT1、RSAD2 阳性细胞数较 NC 组增加约 3 倍。GO 富集显示这群细胞与天然免疫应答、抗病毒反应、对干扰素-β 的反应相关，KEGG 富集于 NOD 样受体信号通路。差异基因分析进一步显示，CKO 组各细胞类型中保护性功能普遍减退（内皮细胞的血管发育与细胞连接、树突状细胞的抗原加工呈递、B 细胞的活化与免疫球蛋白产生），而促炎程序（炎症反应、趋化、细胞因子产生）全面上调，形成正反馈的炎症网络。
瑞兴技术支持
瑞兴生物为本研究提供 BD 单细胞测序平台支持，完成肺组织单细胞悬液制备、捕获建库与转录组测序。肺组织单细胞样本的特点是免疫细胞占比高、脆弱细胞多，CKO 与 NC 两组之间的细胞组成差异本身就是要观察的结论之一，因此样本处理的一致性直接决定 ISG+ 细胞比例变化是否可信。
详情解读
论文信息：Li DD, et al. Endothelial septin 4 reduction contributes to lipopolysaccharide-induced acute lung injury by disrupting endothelial barrier integrity and promoting infiltration of ISG+ cells. International Journal of Biological Macromolecules, 2025;334(Pt 1):148790. DOI：10.1016/j.ijbiomac.2025.148790
瑞兴生物公众号原文解读：项目文章 | 肺血管“漏了”竟是少了它？单细胞揭秘内皮 SEPT4 成为 ALI 治疗新曙光！