大家好，今天跟大家分享一篇题为 Unraveling the molecular architecture of autoimmune thyroid diseases at spatial resolution（以空间分辨率揭示自身免疫性甲状腺疾病的分子结构）自身免疫性甲状腺疾病（AITD），如格雷夫斯病（GD）或桥本甲状腺炎（HT），是涉及甲状腺组织不同成分之间复杂相互作用的器官特异性疾病。
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研究背景
自身免疫性甲状腺疾病 （AITD），如格雷夫斯病 （GD） 或桥本氏甲状腺炎 （HT），是器官特异性疾病，涉及甲状腺组织不同成分之间的复杂相互作用。在这里，我们使用空间转录组学来探索甲状腺组织中存在的不同细胞的分子结构、异质性和位置，包括甲状腺滤泡细胞 （TFC）、成纤维细胞等基质细胞、内皮细胞和甲状腺浸润淋巴细胞。我们在 AITD 患者的甲状腺样本中鉴定出 CD74 和 MIF 表达上调的受损抗原呈递 TFC。此外，我们在结缔组织中发现了两个主要的成纤维细胞亚群，包括主要富含 GD 的 ADIRF 肌成纤维细胞和富含 HT 患者的炎性成纤维细胞。我们还证明 AITD 中有孔 PLVAP 血管的增加，尤其是在 GD 中。我们的数据揭示了可能在 AITD 发病机制中发挥作用的基质和甲状腺上皮细胞亚群。
见图一
基于组织学的分类。
图一
a 研究设计概述。使用 BioRender.com 创建，根据 Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 International 许可证发布。
b 根据其组织学外观对空间转录组学斑点进行分类。
c 根据基于组织学的分类着色的分子 UMAP。
d 样品的分子 UMAP。
e UMAP 根据不同的条件着色。
f 每个组织的经典标志物及其跨区域表达的点图。TFCs 甲状腺滤泡细胞、TILs 甲状腺浸润淋巴细胞、HT 桥本氏甲状腺炎、GD Graves 病、UMAP 均匀流形近似和降维投影。
见图二
TFC 的分子分析可识别 HT 和 GD 样品中改变的亚群。
图二
a 小提琴图显示了不同条件下 TFC 斑点的甲状腺细胞分化评分 （TDS） 的比较。HT （n = 3）：斑点 = 1247，中位数 = −0.009 [−0.154， 0.142];GD （n = 3）：斑点 = 4133， 0.755 [0.539， 0.958];对照 （n = 2）：斑点 = 1884，中位数 = 对照：0.785 [0.576， 0.975];所有调整的双侧 P 值。
b TFCs 点中 TDS 的空间分布。
c TFCs 光斑分辨率为 0.3 的 UMAP。
d 0.3 分辨率下 TFCs 簇的空间分布。
e 根据条件着色的 TFC 点的 UMAP：对照、GD 和 HT。
f 火山 T1（红色）和其他星团之间的差异表达分析图。蓝色斑点表示对数倍数变化大于 +0.25 且小于 -0.25 的具有统计学意义的基因。
g TFCs 点中 CD74-MIF 评分的空间分布。
h 所有条件下 CD74 和 MIF 评分的箱形图。HT （n = 3）：斑点 = 1247，中位数 = 2.202 [2.016， 2.394];GD （n = 3）：斑点 = 4133，中位数 = 1.620 [1.092， 2.036];对照 （n = 2）：点 = 1884，中位数 = 0.115 [−0.485， 0.605];所有调整的双侧 P 值。
i 对照、HT 和 GD 患者甲状腺组织连续切片中 CD74 和 MIF 免疫染色的代表性图像。比例尺：200 μm。在至少 7 个生物学重复中证实了染色。
j MIF 信令网络：热图显示每个空间集群作为 MIF 配体的发送方或接收方的条件及其贡献。圆圈图表示 TFC 集群作为 MIF 的发送者及其接收者的加强。对照、HT 和 GD 样品中 MIF 和 CD74-CD44 的空间图。
k AITD TFC 集群 （T1） 的重新集群。左上：AITD TFC 集群重新集群的 UMAP。右上：按条件着色的重新聚类。下图：在重新聚类中 HT（深红色）和 GD（深黄色）之间差异基因表达的主要 KEGG 通路的条形图。用于统计分析的 Dunn 检验，并使用 Holm （a， h） 和 Bonferroni （f） 调整双侧 p 值。TDS 甲状腺分化评分、HT 桥本氏甲状腺炎、GD Graves 病、UMAP 统一流形缩小和降维投影、TFCs 甲状腺滤泡细胞、CT 结缔组织、V 血管、TILs 甲状腺浸润淋巴细胞、SMCs 平滑肌细胞、IGs 免疫球蛋白。
见图三
结缔组织分析揭示了 HT 和 GD 样本中不同的成纤维细胞亚群。
图三
a 0.3 分辨率下 CT 簇的空间分布。
b 结缔组织聚类的 UMAP，分辨率为 0.3。
c UMAP 中每个条件的分布，按条件着色。
d 聚类 0 的顶部标记的分层聚类。
e 肌成纤维细胞样特征：跨条件的空间分布和密度图。HT （n = 3）：斑点 = 6403，平均值 = -0.046 ± 0.770，GD （n = 3）：斑点 = 6583，平均值 = 0.431 ± 0.844，对照 （n = 2）：斑点 = 3592，平均值 = -0.035 ± 0.725。
来自 HT、GD 和对照甲状腺组织的肌成纤维细胞标志物的免疫染色。f IAF 特征：跨条件的空间分布和密度图。HT （n = 3）：斑点 = 6403，平均值 = 0.051 ± 0.429，GD （n = 3）：斑点 = 6583，平均值 = −0.023 ± 0.362，对照 （n = 2）：斑点 = 3592，平均值 = −0.033 ± 0.280。HT 样品的 g 斑点反卷积：肌成纤维细胞和 IAF 亚群（CXCL12 IAF 和 IGFBP6 IAF）的比例和位置。侧边栏显示预期的细胞丰度。用于统计分析的 Dunn 检验和使用 Holm （e， f） 调整的双侧 p 值。IAF 炎症相关成纤维细胞、HT 桥本氏甲状腺炎、GD Graves 病、用于降维的 UMAP 均匀流形近似和投影、ECM 细胞外基质、SMC 平滑肌细胞。
见图四
来自 HT、GD 和对照甲状腺组织的肌成纤维细胞标志物的免疫染色。
图四
a 在健康对照、HT 和 GD 组织样本中，肌成纤维细胞标志物 a-SMA（品红色）和 ADIRF（红色）与间充质标志物 CD34（绿色）或平滑肌细胞标志物 MYH11（品红色）的组合的代表性共聚焦免疫荧光图像。细胞核用 DAPI（蓝色）染色。物镜：63 倍。比例尺：50 μm。
b 连续组织切片中 ADIRF 和 a-SMA 的免疫组织化学形成对照、HT 和 GD 患者。刻度 200 μm。
c、d 对照、HT 和 GD 患者甲状腺组织中 α-SMA 和 ADIRF 的定量。定量在方法部分描述。Kruskal-Wallis 检验和 Dunn 检验进行统计分析和调整后的双侧 p 值。
e 使用 Spearman rho 检验和双侧 p 值分析临床参数与免疫组织化学评分之间的相关性。圆圈的面积显示相应相关系数的绝对值，数据表示为 SD ±算术平均值。染色在至少 7 次生物学重复中得到确认。HT 桥本氏甲状腺炎、GD Graves 病、TSH 促甲状腺激素、TPOAB 甲状腺过氧化物酶自身抗体、TGAB 甲状腺球蛋白自身抗体、TSH-R AB 促甲状腺激素受体自身抗体。
见图五
HT、GD 和对照甲状腺组织中不同 IAF 标志物的免疫染色。
图五
a 在健康对照、HT 和 GD 组织样本中，IAFs 标志物 DCN（红色）与间充质/成纤维细胞标志物 CD34（绿色）和肌成纤维细胞标志物 α-SMA（品红色）相结合的代表性共聚焦免疫荧光图像。细胞核用 DAPI（蓝色）染色。箭头表示 CD34 和 DCN 的共定位。物镜：63 倍。比例尺：50 μm。右图，甲状腺组织样品中 DCN 的定量。定量在方法部分描述。2-统计分析的平方检验 （p = 0.0338） 个体比较和调整后的双侧 p 值的 Fisher 精确检验。
b 在健康对照、HT 和 GD 组织样本中，CXCL12（红色）与间充质/成纤维细胞标志物 CD34（绿色）和肌成纤维细胞标志物 α-SMA（品红色）相结合的代表性共聚焦免疫荧光图像。细胞核用 DAPI（蓝色）染色。箭头表示 CD34 和 CXCL12 的共定位。物镜：63 倍。比例尺：50 μm。
c 在健康对照、HT 和 GD 组织样本中，IGFBP6（绿色）与 DCN（红色）和肌成纤维细胞标志物 α-SMA（品红色）相结合的代表性共聚焦免疫荧光图像。细胞核用 DAPI（蓝色）染色。箭头表示 IGFBP6 和 DCN 的共定位。物镜：63 倍。比例尺：50 μm。在至少 7 个生物学重复中证实了染色。
d HT 和 GD 样本中 CT 簇及其受体发送的趋化因子。CXCL12-CXCR4 用虚线表示，区域之间的重要相互作用以黄色突出显示。圆圈大小对应于 p 值，概率分数由颜色表示。
e 对照、HT 和 GD 样品中 CXCL12 和 CXCR4 的空间图。AITD 自身免疫性甲状腺疾病、HT 桥本氏甲状腺炎、GD Graves 病、CT 结缔组织、TFCs 甲状腺滤泡细胞、TILs 甲状腺浸润淋巴细胞、V 管、SMCs 平滑肌细胞、IGs 免疫球蛋白。
见图六
来自血管注释点的 ST 数据分析和 PLVAP+ 毛细血管的分布。
图六
a 来自 AITD 和对照样品的空间转录组数据以 0.3 分辨率对血管区进行聚类。
b 在船舶区域集群中的条件分布。火山图和 （c） HT 和对照以及 （d） GD 和对照之间血管区域内差异基因表达的显着基因表达。
e ETC 复合物 III 基因（UQCR11、UQCRQ、UQCRH 基因）在血管区域内不同条件下的表达特征的表示。Dunn 检验：HT （n = 3）：斑点 = 404，中位数 = 0.459 [0.106， 0.736];GD （n = 3）：斑点 = 211，中位数 = −0.001 [−0.468， 0.517];对照 （n = 2）：斑点 = 254，中位数 = −0.266[−0.567， 0.040];所有 p 均由 Holm 检验 <0.001 调整。
f HT 和 GD 之间一般差异表达分析的火山图。
g 对照、HT 和 GD 样品中 PLVAP 的空间分布 （h） 比较三组之间 PLVAP+ 毛细管定量的小提琴图。使用 Welch 校正进行统计分析和调整后的双侧 p 值的 T 检验 （i） PLVAP（红色）和 α-SMA（绿色）在健康对照、HT 和 GD 组织样本中代表性的共聚焦免疫荧光图像。细胞核用 DAPI（蓝色）染色。物镜：63 倍。比例尺：50 μm，缩放：25 μm。在至少 7 个生物学重复中证实了染色。使用 Bonferroni （c， d， f） ST 空间转录组学、HT 桥本氏甲状腺炎、GD Graves 病、UMAP 统一流形近似和降维投影、ETC 电子传递链调整 p 值。
02
研究结论
总之，我们的数据有助于我们在空间分辨率下了解细胞和分子水平的 AITD 发病机制。我们提供了一个空间分辨率的数据集，可以作为对 AITD 患者进行进一步研究的资源。我们对 HT 和 GD 甲状腺生态系统中涉及的不同细胞群的表征 可以支持生物标志物和治疗策略的开发。为了辨别此处描述的不同亚群的作用，未来的功能分析将是必不可少的。
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