Одноклеточный РНК-профиль остеоиммунологического микроокружения при периодонтите

Одноклеточное секвенирование РНК (scRNA-seq) позволяет проводить специфическое профилирование клеточных популяций на уровне отдельных клеток. Остеоиммунологическое микроокружение, участвующее в возникновении и развитии периодонтита, остается недостаточно изученным на одноклеточном уровне. В данном исследовании с помощью одноклеточной транскриптомики мы комплексно раскрыли сложность молекулярных компонентов и различия между ними и соответствующими компонентами, расположенными в тканях пародонта. Методы: Мы выполнили scRNA-seq для идентификации 51248 отдельных клеток, полученных от здоровых лиц контрольной группы (n=4), пациентов с тяжелым хроническим периодонтитом (n=5) и пациентов с тяжелым хроническим периодонтитом после проведения начальной пародонтологической терапии в течение 1 месяца (n=3). Для изучения клеточного состава тканей пародонта дополнительно применяли метод равномерного приближения и проекции многообразия (UMAP). Для выявления молекулярных путей, лежащих в основе решений о клеточной судьбе, использовали анализ траекторий клеток в псевдовремени и скорости РНК в сочетании с анализом обогащения генов. С помощью CellPhoneDB идентифицировали пары лиганд–рецептор среди основных типов клеток остеоиммунологического микроокружения тканей пародонта. Результаты: Была охарактеризована клеточная карта остеоиммунологического микроокружения тканей пародонта, включавшая десять основных типов клеток, в том числе фибробласты, моноцитарные клетки, эндотелиальные клетки, а также T- и B-клетки. У пациентов с периодонтитом по сравнению со здоровыми лицами выявлено обогащение TNFRSF21+-фибробластами с высокой экспрессией CXCL1, CXCL2, CXCL5, CXCL6, CXCL13 и IL24. Доля CD55+-мезенхимальных стволовых клеток (MSCs), APOE+-преостеобластов (pre-OBs) и IBSP+-остеобластов значительно снижалась в ответ на начальную пародонтологическую терапию. Кроме того, согласно данным анализа одноклеточной траектории, CXCL12+-перициты, подобные MSC, могли изменять свою идентичность на состояние pre-OB в ходе воспалительных реакций даже после начальной пародонтологической терапии. Кроме того, мы охарактеризовали различные подтипы моноцитарных клеток и многочисленные...