8月13日，中山大学中山眼科中心的苏文如课题组和郑颖丰课题组合作在期刊《PNAS》上发表了题为“Effects of sex and aging on the immune cell landscape as assessed by single-cell transcriptomic analysis”的研究论文。该研究分析了来自两个不同年龄组的男性和女性的外周免疫细胞转录组，揭示了外周血单个核细胞中免疫细胞组成、免疫调控机制和细胞间相互作用的性别和年龄相关差异，研究成果极大的扩展了对免疫细胞性别差异的认识。
性别和年龄是影响免疫系统组成、发育和响应病原性损伤等生物过程的重要因素。不同年龄阶段的男性与女性在感染性疾病、自身免疫性疾病、疫苗的免疫反应表现不同。目前已经有很多研究报道了性别和年龄对免疫系统的影响，也提出了重要的见解。然而，这些研究聚焦于检测有限细胞类型的发育和标记基因，但对细胞总体层次结构的讨论比较模糊。此外，性别与衰老之间的相互作用和重叠作用也需要进一步阐明。因此，需要构建一个全面的免疫细胞图谱，在单细胞分辨率下阐述性别和衰老对免疫系统影响。
该研究利用单细胞转录组测序技术分析了两个不同年龄组的男性和女性（20 ~ 30岁及60 ~ 80岁）每组5人的外周血单个核细胞(PBMCs)，共获得174,684个细胞，将这些细胞分为8个细胞簇，即红细胞、巨核细胞(MEGA)、CD34+细胞、T细胞、自然杀伤细胞(NK)、B细胞、单核细胞(MCs)和树突状细胞(DC)。后续分析发现男性外周血中自然杀伤细胞(NK)的百分比较高，而女性浆细胞的百分比较高。性别差异引起的基因表达差异在免疫细胞中广泛存在，并随着年龄的增长而增强，老年男性免疫细胞中炎症基因DDIT4、HLA-DRB5、ZFP36、JUNB 和CXCR4 的表达显著上调。
单细胞转录组揭示血液中免疫细胞比例和基因表达情况与年龄和性别的关系（图片引自文献[1]）
生物信息学分析结果显示，单细胞分辨率下淋巴细胞群体存在性别差异，女性的T细胞数量上升更明显，并且T细胞和B细胞激活相关信号受到显著正调控。使用iTALK和CellChat进行细胞间通讯分析发现，女性T细胞和B细胞间的BAFF/APRIL通路活性增加，这可能会导致BC介导的自身免疫病发生几率升高。在两种性别中，随着年龄的增长，血液中单核细胞的百分比都会随之增加，而naïve T细胞的百分比随之下降，两性之间差异表达基因的数量也随之下降，男女细胞间的通讯模式呈现出不同的趋势，男性体内炎症基因的表达显著升高。
细胞间通讯的异质性性别差异（图片引自文献[1]）
该研究在单细胞分辨率上解析了不同年龄段的男性和女性的外周血免疫细胞，并构建了一个精确的血液循环免疫细胞图谱。发现年轻女性的T细胞和B细胞激活信号高于男性，而年龄的增长增加了性别在免疫细胞、细胞组成和炎症信号方面的差异。此外，男性在衰老过程中炎症因子的积累更多，而细胞通讯分析显示，随着年龄的增长，女性和男性的基因表达呈现出不同的趋势。这些发现可能有助于理解基于性别的免疫疾病易感性差异背后的机制。
参考文献
1. Huang Zhaohao, Chen Binyao, Liu Xiuxing et al. Effects of sex and aging on the immune cell landscape as assessed by single-cell transcriptomic analysis[J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 2021, 118.
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