甲狀腺相關性眼病（TAO）是甲狀腺疾病最常見的甲狀腺外表現之一。目前，由于發病機制不明，TAO的治療仍面臨挑戰。中山大學中山眼科中心教授蘇文如團隊聯合中南大學湘雅醫院教授王祥珪團隊，研究揭示TAO眼眶組織單細胞水平免疫微環境。相關研究結果以研究論文的形式發表于Cell Reports Medicine。
TAO是以眼球后及眶周組織的浸潤性病變為特征的器官特異自身免疫性疾病，是甲狀腺疾病最常見的甲狀腺外表現之一。TAO常表現為突眼、眼瞼退縮、復視等，嚴重者甚至會危及視力，導致失明。目前，由于發病機制不明，TAO的治療仍面臨挑戰。因此，深入解析TAO眼眶結締組織的免疫微環境，有望為進一步闡明TAO發病機制和潛在的治療靶點。
在本項研究工作中，研究人員利用單細胞RNA測序，對接受眶減壓手術的TAO患者與接受眼瞼整形術的正常對照的眼眶結締組織進行單細胞水平的轉錄組分析。通過細胞亞群、差異基因分析、細胞間相互作用分析等，在單細胞層面繪制了TAO的眼眶結締組織免疫微環境圖譜。
分析結果表明，眼眶結締組織可以分為成纖維細胞，內皮細胞，周細胞，B細胞，T細胞，中性粒細胞和單核細胞等髓系細胞。相比于正常對照，TAO眼眶組織表現為明顯的炎性細胞浸潤，免疫細胞在TAO眼眶組織中比例增加。
研究人員進一步對TAO發病的核心細胞類型——成纖維細胞進行單獨分析發現，表達RASD1的成纖維細胞亞群——成脂纖維細胞（LPF）高度表達成脂相關的轉錄因子如PPARG，CABPB和PLIN2等，并且還高度表達趨化因子和炎性細胞因子，表明這群細胞高度參與了TAO的發病過程。成纖維細胞通過趨化因子吸引炎性細胞在眼眶組織的浸潤，并且其還具有分化為脂肪細胞的潛能。炎性細胞浸潤和炎性因子的分泌是成纖維細胞激活的主要原因，而脂肪細胞增生則可以導致TAO患者突眼的出現。擬時序研究同樣發現，在TAO中OF往LPF方向分化增多。
對其他細胞類型進行分析發現，表達非典型趨化因子受體1（ACKR1）的內皮細胞在TAO中明顯增加，且高度表達黏附分子、選擇素及趨化因子。進一步功能分析表明ACKR1+內皮細胞在免疫細胞浸潤的過程中發揮了重要作用。因此研究人員提出，ACKR1+內皮細胞可能也參與了TAO的發病過程。
干擾素IFNG可以刺激成纖維細胞激活，分泌趨化因子和炎癥因子，進一步增殖分化，導致TAO的病理改變。分析發現，眼眶IFNG除了傳統認為的CD4+T細胞來源，CD8+細胞毒T細胞（CTL）也是重要來源。進一步研究發現CD8+CTL則表現為終末分化表型，高表達CD57及CX3CR1，同時還高表達顆粒酶和穿孔素。終末分化T細胞仍然能夠較長時間的保持其功能。因此， CD8+CTL可能是TAO中干擾素的持續來源之一。
此外，在眼眶組織中還發現了一群脂肪組織巨噬細胞（ATM）。ATM的典型表現是表達Ⅱ型巨噬細胞標記CD163、CD206，又具有Ⅰ型巨噬細胞的炎癥分泌功能（IL-1β、CCL2、CCL3等），同時還高表達脂肪酸轉運蛋白CD36。ATM是在糖尿病和肥胖患者的脂肪組織中首次發現的，其炎癥分泌功能是導致脂肪組織炎癥反應及胰島素抵抗的原因之一。因此，ATM可能也參與了TAO眼眶脂肪組織的炎癥反應及增生。
該研究工作揭示了甲狀腺相關眼病眼眶組織單細胞水平免疫微環境，擴展了我們對于TAO眼眶組織免疫微環境的認識，為探索TAO的潛在治療靶點提供了新的方向。
蘇文如教授和王祥珪教授為該論文共同通訊作者。中山大學中山眼科中心研究生李釗淮、中山大學孫逸仙紀念醫院教授王梅、中南大學湘雅醫院教授譚佳、中山大學中山眼科中心研究生朱蕾、中山大學孫逸仙紀念醫院醫生曾鵬、中南大學湘雅醫院陳曉珍為共同第一作者。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.xcrm.2022.100699