《Allergy》：Single-Cell Omics Analysis of Human Basophils Reveals Two Transcriptionally Distinct Populations
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本刊推薦：本研究通過單細胞轉錄組與表位測序（CITE-seq）技術，首次在單細胞水平系統解析人外周血嗜堿性粒細胞（SSClowLin?CCR3+FcεRI+）的分子圖譜，發現兩個由66個差異表達基因定義的轉錄異質性群體（Basophils 1/2）。盡管二者在134種表面蛋白標記中未呈現顯著差異，但長讀長測序（ONT）驗證其存在并提示核糖體相關基因上調可能與細胞成熟狀態相關。該多組學資源為過敏性疾病中嗜堿性粒細胞功能研究提供全新視角。
引言：單細胞技術解鎖嗜堿性粒細胞研究新維度
單細胞RNA測序（scRNA-seq）技術已推動人類細胞圖譜計劃的重大進展，但嗜堿性粒細胞因其低RNA含量和稀有性，始終缺乏系統性的單細胞水平表征。本研究通過整合轉錄組與表位測序（CITE-seq），首次構建人循環嗜堿性粒細胞的多模式單細胞圖譜，旨在揭示其轉錄異質性及潛在功能分化。
方法：多維度技術平臺構建細胞圖譜
研究獲得瑞典倫理審查委員會批準，從健康獻血者外周血中分離低密度白細胞。采用流式細胞術分選SSClowLin?CCR3+FcεRI+嗜堿性粒細胞，并通過短讀長（Illumina）和長讀長（Oxford Nanopore）單細胞RNA測序平臺并行分析。CITE-seq技術同步檢測134種表面蛋白表達，生物信息學分析采用Seurat軟件包進行聚類和差異基因鑒定。
結果1：CITE-seq精準捕獲嗜堿性粒細胞轉錄譜
通過寡核苷酸標記追蹤策略，證實CITE-seq可高效捕獲嗜堿性粒細胞（占數據集17%）。UMAP可視化顯示嗜堿性粒細胞獨立成簇，高表達ENPP3（CD203c）、HDC（組氨酸脫羧酶）、CCR3和IL3RA等經典標志基因（圖1F），成功建立單細胞水平參考圖譜。
結果2：雙嗜堿性粒細胞群體的轉錄異質性
在純化嗜堿性粒細胞數據集（n=6285）中，Leiden聚類（分辨率0.1）明確區分Basophils 1和Basophils 2兩個群體（圖2A）。差異分析發現105個基因在Basophils 2中顯著上調，交叉驗證后確定66個核心差異基因（表2），包括CLC（galectin-10）、FTL（鐵蛋白輕鏈）及多個核糖體蛋白基因（如RPL系列）。基因富集分析顯示Basophils 2的差異基因富集于翻譯和核糖體組裝通路（圖2K）。
結果3：免疫表型一致性與成熟狀態推測
盡管存在轉錄差異，兩組細胞在134種表面標記（包括CD11b、CD63等激活標記）中未呈現顯著差異（圖2L-N）。流式驗證顯示CXCR4、MS4A3和galectin-10蛋白表達均無法區分群體。值得注意的是，Basophils 2中FCER1A、CXCR4及核糖體基因的上調模式與小鼠嗜堿性粒細胞成熟過程中的基因下調趨勢相反，提示Basophils 2可能為較不成熟群體。
結果4：長讀長測序驗證與補充發現
納米孔長讀長測序數據（n=7304）獨立驗證雙群體存在（圖3B），并檢測到TSPAN9、OOEP等短讀長數據中低覆蓋基因的差異表達（圖3G-H）。Basophils 1群體進一步細分出ONT特異性亞群，主要由長鏈非編碼RNA驅動（圖3D），凸顯多技術聯用優勢。
討論與展望：從圖譜到功能探索
本研究構建的交互式網絡資源（
http://dahlinlab.cmm.se）為嗜堿性粒細胞研究提供多組學參考。雙群體的發現提示循環嗜堿性粒細胞存在未知功能分化，其與嗜堿性粒細胞激活試驗（BAT）中CD63雙峰表達的關系、在過敏性疾病中的動態變化等科學問題亟待后續功能實驗驗證。該資源為精準解析嗜堿性粒細胞在免疫應答中的作用提供新范式。
