烧伤是意外伤害的主要类型之一，严重的烧伤创伤会导致免疫应答紊乱，引起感染风险增加，从而导致较差的生存预期。然而，当前关于人类烧伤损伤后的免疫学研究，多局限于血液样本分析，而缺乏对烧伤组织的局部免疫应答的探索。为填补这一研究空白，美国犹他大学Leung等人利用Cytek^®全光谱流式细胞术及scRNA-Seq、Ab-Seq等技术，描述了人非烧伤皮肤和烧伤组织中典型T细胞、MAIT细胞和γδ T细胞的表型和功能，发现烧伤组织中的T细胞具有促炎而非组织驻留的稳态表型，其中非典型T细胞具有更高的细胞毒性。这一发现将有可能为新一代烧伤治疗方案开发提供参考。

 

Cytek^®全光谱流式细胞术

分析烧伤组织T细胞类群与细胞因子表达差异

该工作首先利用Cytek^® Aurora全光谱流式细胞仪搭建了17色T细胞表型分析方案及12色胞内因子染色方案，以分析烧伤组织中典型/非典型T细胞（包括MAIT和γδ T细胞等）的类群丰度以及细胞因子表达情况（图1.A）。共19个烧伤（12）/非烧伤（7）组织样本用于全光谱流式分析。

烧伤/非烧伤组织中，T细胞类群丰度差异主要体现于CD4+T细胞与CD8+T细胞。烧伤组织中CD4+ T细胞比例（62.3%）显著高于非烧伤组织（35.4%）。而在烧伤组织中的CD8+ T细胞比例(23.0%）低于非烧伤组织(53.4%)。相比之下，CD3+T细胞占比、非典型T细胞类群丰度（图1.C）并未表现出显著差异。

 

 

图1. 烧伤/非烧伤组织主要T细胞类群丰度对比

 

除T细胞各类群丰度差异外，研究人员发现，烧伤组织中几乎或有的典型/非典型T细胞类群均表现出T细胞组织驻留标志物CD69+细胞丰度的下降，以及慢性活化的标志物CD38+细胞丰度的提升。胞内染色方案的数据对比中，经及PMA/Ionomycin刺激后，烧伤组织中典型T细胞、γδ T和MAIT细胞产生促炎细胞因子（TNF-α、IFN-γ）的阳性比例提升（图2）。结合往期研究工作推断，TNF-α和IFN-γ阳性细胞的增加可能有助于对抗继发性感染和支持创面愈合。

 

 

图2. 烧伤组织中各T细胞类群受刺激后产生的促炎细胞因子高于非烧伤组织 

 

 

单细胞测序技术揭示烧伤组织T细胞转录差异，

并发现非典型T细胞中的高细胞毒性群体

为了更深入地了解烧伤对人皮肤CD3 +T细胞的影响，该研究使用scRNA-Seq（靶向测序）及Ab-Seq技术对共6个烧伤/非烧伤（各3个）样本进行多组学分析。结果表明：1）烧伤/非烧伤组织中存在显著的T细胞转录差异，例如与非烧伤样本相比，烧伤组织中的T细胞归巢受体SELL、CCR7和S1PR1的表达较高，而效应分子IFNG、TNF、NAMPT、GZMB、GZMH和PRF1的表达较低；2）进一步揭示T细胞群体的异质性，例如在MAIT细胞（由AbSeq数据Vα7.2+和CD161+定义）中，根据CD4、ICOS和TIGIT表达上调，鉴定出MAIT Treg群体；3）发现烧伤组织中的高细胞毒性群体，如上调细胞毒性基因PRF1、GZMK和NKG7的MAIT细胞，以及高表达PRF1和GZMB的γδ T细胞(定义为TRDC+和TRGC+)。

 

 

图3. 烧伤/非烧伤组织中T细胞转录组差异显著

 

总结Conclusion

该研究工作通过多重单细胞多组学分析手段，探究了烧伤/非烧伤组织样本中T细胞类群与功能的显著差异，并着重强调了烧伤皮肤T细胞的促炎表型以及非典型T细胞的高细胞毒性。文中Cytek^®全光谱流式检测结果与单细胞测序技术相辅相成，尤其在扩大样本量（样本量比19:6），实验数据多平台验证（例如不同样本间细胞类群丰度与功能鉴定）中充分体现全光谱流式超多色、高通量的检测优势。更多实验细节，欢迎阅读文献原文。

 

参考文献：

1. Labuz D R, Lewis G, Fleming I D, et al. Targeted multi-omic analysis of human skin tissue identifies alterations of conventional and unconventional T cells associated with burn injury[J]. Elife, 2023, 12: e82626. 

2. Jeschke, M.G., van Baar, M.E., Choudhry, M.A. et al. Burn injury. Nat Rev Dis Primers 6, 11 (2020). https://doi.org/10.1038/s41572-020-0145-5