多組學(xué)精準(zhǔn)解析T1D演化：空間依賴的病理鏈條被完整捕獲

文章背景

1型糖尿�。═1D）的發(fā)生發(fā)展通常經(jīng)歷由正常（ND）到自身抗體陽性（AAB+）到臨床確診T1D的逐級(jí)演化過程。在這一過程中，胰島β細(xì)胞的免疫攻擊與功能衰竭被視為核心病理事件，但不同階段的胰腺細(xì)胞類型是否共同參與病程推進(jìn)、其基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)是否發(fā)生方向性重寫或偏移，尚缺乏系統(tǒng)性的空間與多組學(xué)證據(jù)。本研究通過單核多組學(xué)（snRNA+snATAC）結(jié)合CosMx SMI空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)，構(gòu)建多階段T1D的胰腺細(xì)胞圖譜，解析驅(qū)動(dòng)疾病進(jìn)展的細(xì)胞類型特異性基因調(diào)控程序與信號(hào)網(wǎng)絡(luò)，并揭示潛在的致病關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)與可干預(yù)靶點(diǎn)。

研究技術(shù)與樣本設(shè)計(jì)

本研究納入32例nPOD供體胰腺組織，覆蓋ND（n=11）、ND AAB+（n=9）、近期確診T1D（n=7）及長期T1D（n=5），采用10x單核轉(zhuǎn)錄組（snRNA-seq）與單核染色質(zhì)開放性測(cè)序（snATAC-seq）對(duì)全胰腺細(xì)胞進(jìn)行表觀調(diào)控與轉(zhuǎn)錄活性聯(lián)合解析，并在部分樣本中應(yīng)用單核multiome實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄-表觀對(duì)應(yīng)分析。同時(shí)對(duì)6例供體開展CosMx SMI 1k panel空間轉(zhuǎn)錄組檢測(cè)

樣本設(shè)計(jì)-樣本橫跨病程多階段，實(shí)現(xiàn)表型與空間結(jié)構(gòu)隨疾病演化的連續(xù)追蹤

文章結(jié)論

1.T1D早期呈現(xiàn)空間生態(tài)位破裂，β細(xì)胞呈向高免疫暴露區(qū)域的定向遷移

在AAB+階段，SMI空間成像與snRNA聯(lián)合分析顯示，胰腺整體結(jié)構(gòu)已發(fā)生空間層面的不穩(wěn)定重構(gòu)：β細(xì)胞從正常胰島核心型聚集逐漸向腺泡邊緣、導(dǎo)管周圍及免疫細(xì)胞富集區(qū)偏移，形成穩(wěn)定的β–T細(xì)胞和β–巨噬細(xì)胞鄰域。值得注意的是，這些結(jié)構(gòu)性變化發(fā)生在分泌功能顯著衰退之前，屬于可被空間檢測(cè)捕捉到的亞臨床階段早期信號(hào)，提示T1D的早期驅(qū)動(dòng)因素并非首先表現(xiàn)為功能驟降，而是β細(xì)胞在空間維度上向高免疫暴露位點(diǎn)的選擇性富集。這一過程為潛在干預(yù)提供了早于功能指標(biāo)改變的空間預(yù)警窗口。

胰腺中可及染色質(zhì)的細(xì)胞類型特異性圖譜

2.β細(xì)胞在空間暴露背景下發(fā)生免疫可見性提升與表型偏移，先于功能性衰竭出現(xiàn)

在空間生態(tài)位改變后，β細(xì)胞進(jìn)入表型偏移階段：AAB+樣本中已可見抗原呈遞/干擾素通路顯著激活，同時(shí)與分泌相關(guān)基因（INS、IAPP、GLIS3）同步下降。這種免疫可見性提升與分泌穩(wěn)定性下降的雙向變化，并非在胰腺中均一發(fā)生，而是集中出現(xiàn)在免疫接觸熱點(diǎn)位點(diǎn)，與SMI所揭示的空間熱點(diǎn)區(qū)域一致。隨病程推進(jìn)，這些局灶區(qū)域逐漸擴(kuò)展為帶狀/簇狀結(jié)構(gòu)，并在長期T1D階段形成區(qū)域性不可逆功能缺失帶。

T1D進(jìn)展中基因表達(dá)的細(xì)胞類型特異性變化

3.空間依賴的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)與身份偏移標(biāo)志β細(xì)胞進(jìn)入不可逆衰竭階段

T1D階段β細(xì)胞的IRF/STAT/ATF免疫驅(qū)動(dòng)motif開放性增強(qiáng)，而維持身份與內(nèi)分泌功能的HNF1/RFX/FOXA等關(guān)鍵調(diào)控網(wǎng)絡(luò)開放性減弱。SMI進(jìn)一步證實(shí)，這一調(diào)控重寫并非內(nèi)源性同步發(fā)生，而是空間依賴的：高IRF1/STAT1活性β細(xì)胞主要位于炎癥密集區(qū)、缺氧帶或腺泡邊緣鄰域，而功能保留細(xì)胞則多位于空間保護(hù)區(qū)。換言之，β細(xì)胞的命運(yùn)并不是被動(dòng)結(jié)果，而是由空間生態(tài)位選擇壓力推動(dòng)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)重排，最終促成不可逆細(xì)胞身份偏移，成為病程加速和結(jié)構(gòu)性失能形成的關(guān)鍵決定因素。

T1D進(jìn)展中胰腺細(xì)胞類型的表觀基因組變化

文章總結(jié)

本研究在多階段T1D供體胰腺中構(gòu)建了整合轉(zhuǎn)錄組、表觀組與空間定位的多層級(jí)圖譜，證實(shí)T1D并非單一免疫殺傷β細(xì)胞的線性事件，而是β細(xì)胞抗原呈遞放大、外分泌協(xié)同失衡、調(diào)控網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、功能不可逆下滑的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)過程。同時(shí)，IRF/STAT等上游調(diào)控因子與抗原呈遞/干擾素信號(hào)軸構(gòu)成潛在干預(yù)靶點(diǎn)，AAB+階段的提前激活為早期診斷與預(yù)防性治療提供了理論依據(jù)。