单细胞测序揭秘！系统性硬化症肺病治疗新策略：老药二甲双胍“逆袭”靶向巨噬细胞

ILD样本分析

作者在伴有HC的SSc-ILD（图1C和图S1B、C）和伴有HC的IPF组（图1D）中分别共鉴定出19个和23个簇。根据用于注释和识别簇的标记基因，两组中的细胞簇相似（图1C和D）。

肺巨噬细胞执行针对SSc-ILD的MAPK信号通路

在GO富集中，作者观察到与IPF相关的两个簇：炎症过程和补体级联，以及伤口愈合过程（图1E），在SSc-ILD中鉴定了MAPK信号通路，且巨噬细胞执行MAPK（图S1G-J、图1F）；相反，IPF中的同一组巨噬细胞经历了Th17细胞分化（图1F）。

单核细胞衍生的肺巨噬细胞

根据CellMarker2.0数据库，将2、4和7簇分别注释为单核细胞、肺泡巨噬细胞和巨噬细胞（图2B）。作者通过弹弓法发现，从单核细胞开始，要发育成肺泡巨噬细胞，必须先经过巨噬细胞。

SSc-ILD中的肺泡巨噬细胞亚群

在GSE212109数据集中，作者分析了来自五名SSc-ILD患者和六名HC的肺样本（图1A）。根据细胞注释的结果，作者发现与已发表的数据集GSE159354一致，因此确定了两组簇4-肺泡巨噬细胞，一组具有关键基因FABP4和MARCO，另一组具有MARCO和SPP1（图2A）。

细胞-细胞相互作用推断

鉴于基因表达的差异，作者还进行了细胞间相互作用的分析。通过候选信号通路的细胞簇相互作用之间的功能差异，作者最初观察到II型肺泡细胞、上皮细胞、分泌细胞和杯状细胞在损伤时倾向于产生UGPR1、SAA和补体信号通路(图3A、B、图S2A、B)。UGPR1激活带有MARCO的肺泡巨噬细胞(图3C)，而补体信号通路影响肺泡巨噬细胞驱动额外的免疫和修复反应(图3D)。相反，SAA作用于单核细胞并引发后续的炎症反应(图3E)。

随后，肺泡巨噬细胞产生SPP1（图3F、图S2C）和BAFF（图3G）。SPP1不仅作用于成纤维细胞和上皮细胞进行立即修复（图3F），还靶向单核细胞，进一步通过VEGF（图3H）和VISFATIN信号通路（图3I）启动替代修复途径。在单核细胞内，一类独特的巨噬细胞通过与内皮细胞特异性相互作用来执行该信号通路（图S2D、E）。BAFF与B细胞相互作用产生自身抗体，这些抗体被认为与自身免疫反应有关。

SSc-ILD的生物学途径和发病机制

SSc-ILD的生物学途径如图3L所示。当肺组织中的前线细胞受到外部或内部损伤时，它们首先向肺泡巨噬细胞发送UGPR1信号，激活成纤维细胞和其他细胞。内皮细胞可通过内皮细胞-肌成纤维细胞转变和伴随的微血管稀疏充当肌成纤维细胞的来源。随后，通过IL6、ERK和pI3k-Akt通路，它们驱动上皮细胞和成纤维细胞等细胞继续修复受损组织，这个修复过程导致肺纤维化。

肺巨噬细胞中MAPK信号通路的p38-MAPK和JUN

此外，作者通过SCENIC发现了两个调节子组：第一组包括BCLAF1、IRF1和NFE2L2，第二组包括JUN、FOS和FOSB（图4A）。从这两个调节子组中，确定了属于MAPK信号通路的每个TF的靶基因（图4B）。在TF和靶基因网络中，BCLAF1调节IRF1、NFE2L2和JUN。此外，JUN受FOS和FOSB调节，后者影响下游基因（图4C）。

转录因子的药物靶向预测

作者通过DrugBank数据库选择了对TF有下调作用的药物，排除了结果有争议的或对其他TF造成上调作用的药物，并将选择范围缩小到调整后的p值<0.05（表1）。最后，作者发现二甲双胍下调了NFE2L2。