研究背景
結核分枝桿菌（Mycobacterium tuberculosis, MTB）是結核病的病原體，其致病性源于在先天免疫細胞內強大的生存和復制能力。MTB的ESX-1分泌系統（VII型分泌系統）是其在肺單核吞噬細胞（MNPs）中存活的關鍵毒力因子，但其對MNP募集與分化的影響尚不清楚。
加州大學舊金山分校的Beth Shoshana Zha團隊在小鼠及鼠源骨髓來源巨噬細胞（BMDM）模型中研究了ESX-1在MNP異質性與免疫應答中的作用。研究發現ESX-1是MTB招募異質性MNP亞群的關鍵，且通過ESX-1依賴的方式誘導免疫逃避相關轉錄特征，MTB病灶中單核來源巨噬細胞向感染細胞富集，且易感特征上調。本研究整合多種模型與方法的數據集，深化了對MTB肺部感染過程中細胞異質性的理解。
主要研究內容
MTB可以募集異質性MNPs亞群
研究人員利用單細胞RNA測序探究MNPs在感染早期的分化性質。通過索尼MA900流式細胞儀高效去除NK細胞、T細胞和B細胞后，對剩余細胞進行單細胞RNA測序。分析結果顯示成功鑒別多個異質性的MNPs，包括肺泡巨噬細胞（CD11c+SiglecF+, Chil3）、中性粒細胞（Ly6g+, S100a8hi）和單核細胞（Ly6chi, Cx3cr1+）。
圖1 . MTB可以在小鼠肺部誘導募集異質性MNPs
ESX-1功能缺失導致單核來源巨噬細胞數量減少
敲除ESX-1的關鍵組分EccD1后，CD11chi-MNC、CD11clo-MNC和中性粒細胞數量均減少。感染H37RvΔEccD1的小鼠細胞數量大幅減少，其中51.8%為肺泡巨噬細胞，47.4%為單核細胞來源的巨噬細胞，表明ESX-1功能缺失導致單核細胞來源的巨噬細胞數量減少。
圖2. SmartSeq2揭示了ESX-1在募集單核細胞來源的巨噬細胞不同亞群中的作用
MTB感染后MNPs轉錄差異性探究
與過渡單核細胞相比，單核細胞來源的巨噬細胞表現出氧化磷酸化和對干擾素反應的富集。此外，這些巨噬細胞中MHC II復合物和氧化磷酸化上調。與免疫逃逸相關的基因也表達上調。
圖3. 在肺部MTB感染期間募集的MNPs包括具有抗炎特征的細胞亞群
MTB在其感染部位誘導巨噬細胞成熟
結合使用多重單分子熒光原位雜交和特定蛋白標記的空間轉錄組學技術，實現了亞細胞轉錄定位、細胞類型聚類及目標細胞的空間分析。研究發現，在距離MTB感染細胞100 μm內，42種基因表達上調。尤其是Hmox1、Nos2和Hif1α，MTB感染細胞附近單核細胞來源的巨噬細胞基因特征增加。
圖4. MTB僅在其存在附近誘導巨噬細胞成熟
索尼流式在研究中的工作：
索尼MA900憑借其卓越的分選精度、強大分選能力，高效去除了NK細胞、T細胞和B細胞，確保了后續實驗的準確性。精確分選出H37Rv感染（mCherry+）且CD45+的細胞用于10X Genomics測序分析。同時分選了CD11b和/或CD11c陽性的細胞用于SmartSeq2測序分析。通過靈活的圈門策略，研究人員能夠將細胞精確分類為肺泡巨噬細胞、中性粒細胞、CD11clo單核細胞以及CD11chi單核細胞，充分展現MA900在復雜細胞群體分析中的高效性和精準性，同時其高活性、高效率的分選性能，為后續的單細胞測序研究提供了高質量的細胞樣本。
