先，实验进行单细胞测序和细胞类型鉴定。新鲜的 OKC 组织样本分为两部分：一份用于苏木精伊红染色，另一份用于 scRNA-seq。对于 scRNA-seq，消化新鲜组织直至获得含有 1.5×105、1.0×105 和 1.3×105 细胞的单细胞悬液，细胞活力分别为 81.60%、83.50% 和 84.3% 。质控后得到 14,072 个单细胞，聚类成 8 个细胞群，其中，KRT5+ 基底细胞再次细分成 5 个亚群，成纤维细胞（LUM+）分为 3 个亚群。结果发现，OKC 的细胞成分在供体之间表现出高度的异质性。



牙源性角化囊组织样本中的成纤维细胞异质性

成纤维细胞（LUM+）聚为三个亚群。SFRP4 和 SPP1 在 fibroblast #1 中高表达；Fibroblast #3 高表达许多趋化因子的基因，包括 CXCL1、CXCL13、CXCL12、CXCL6 和 CXCL8；Fibroblast #2 高表达细胞增殖基因，包括 H2AFZ、TOP2A 和 MKI67。分化轨迹显示，fibroblast #3 分布在发育的初期。

根据分布发现，成纤维细胞亚群在病例中有所不同，但 fibroblast #3 占 50% 以上，是常见的类型。

对 fibroblast #3 的 DEGs 进行 GO 分析，以研究每个亚组的功能。Fibroblast #1 与细胞外基质成分和糖胺聚糖结合有关。Fibroblast #2 与微管蛋白结合和微管结合有关。 Fibroblast #3 在细胞因子活性和趋化因子活性方面表现出富集基因。这些结果表明， fibroblast #3 是 OKC 成纤维细胞常见的细胞类型，并且富含趋化因子和细胞因子基因。



Fibroblast #3 中富含机械应力调节基因

为了进一步探索成纤维细胞亚群的潜在特征，研究了包括 TAGLN2 和整合素（ITGA8）在内的细胞骨架相关基因，它们在 fibroblast #3 中高表达，表明 fibroblast #3 中潜在的机械调节。

牙源性角化囊肿通常是半流体性病变，检查过囊内流体压力，初期约为 80 mmHg。为了模拟静水压力的潜在影响，实验采用压缩加载系统并对成纤维细胞施加 80 mmHg 压力持续 6 小时。结果显示，与对照组相比，静水压力处理的成纤维细胞中 CXCL12 表达明显上调。但其他趋化因子（CCL21、CXCL5、CX3CL1、CXCL1、CXCL8、CCL2、CCL25）无显著变化。CXCL5 趋化因子在所有趋化因子中浓度更高（超过 2000 pg/mL）。



Fibroblast #3 与 OKC 的血管生成密切相关

为了进一步评估 CXCLs 的受体，证明了非典型趋化因子受体1（ACKR1）在内皮细胞中富集。使用 CellphoneDB v2.0 研究了细胞-细胞相互作用网络。值得注意的是，fibroblast #3 与内皮细胞表现出特异性强相互作用。

为了进一步验证 CXCLs 的表达水平，构建了 OKC 的组织微阵列，免疫组化结果发现 CXCL12 主要在成纤维细胞和免疫细胞中表达。通过 CXCL12 和 CD31 的 H-score 统计分析，发现基质中 CXCL12 表达与 CD31 的表达密切相关。

这些结果表明，基质内 CXCL12 的表达可能与 OKC 的血管生成密切相关。



总之，这项工作是通过 scRNA-seq 在转录组水平上全方面描述 OKC 细胞的研究。研究说明了一种成纤维细胞亚群（称为富含趋化因子的成纤维细胞）的作用，以及与血管生成和免疫浸润的密切关系，后者部分受静水压力的调节。研究结果揭示了对 OKC 细胞亚型以及物理微环境与 OKC 血管生成之间关系的新见解。因此，有助于理解 OKC 病变内的异质性，并为 OKC 提供新的发病机制。



参考文献：Man QW, Li RF, Li SR, Wang J, Bu LL, Zhao Y, Liu B. Single-Cell RNA Sequencing Reveals CXCLs Enriched Fibroblasts Within Odontogenic Keratocysts. J Inflamm Res. 2021 Dec 24;14:7359-7369. doi: 10.2147/JIR.S342951. PMID: 34992422; PMCID: PMC8713881.

原文链接：https://pubmed-ncbi-nlm-nih-gov.proxy.library.carleton.ca/34992422/


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