Одноклеточный анализ выявляет спектр транскрипционных состояний циркулирующих нейтрофилов человека

Нейтрофилы — наиболее многочисленные лейкоциты в крови человека и важнейшие компоненты врождённого иммунитета. До недавнего времени нейтрофилы считались однородными клетками, неактивными на уровне транскрипции, однако оба этих представления пересматриваются. Одноклеточное секвенирование РНК (scRNA-seq) позволяет объективно оценивать клетки, находящиеся в разных точках континуума транскрипционных состояний. Однако применение scRNA-seq для характеристики нейтрофилов оказалось технически сложным, что отчасти объясняет недостаток опубликованных одноклеточных данных о нейтрофилах. Мы обнаружили, что модификация алгоритма анализа данных, а не существующих методов проведения scRNA-seq, позволяет значительно повысить выявляемость нейтрофилов человека при scRNA-seq. Затем мы применили модифицированный алгоритм к исследованию нейтрофилов периферической крови человека. Наши результаты показывают, что циркулирующие нейтрофилы человека являются транскрипционно гетерогенными клетками и могут быть отнесены к одному из четырёх транскрипционных кластеров, воспроизводимых у здоровых людей. Мы продемонстрировали, что нейтрофилы периферической крови переходят от относительно незрелых клеток (Nh0) через переходный фенотип (Nh1) к одному из двух конечных состояний: относительно неактивному на уровне транскрипции (Nh2) или характеризующемуся высокой экспрессией генов, индуцируемых интерферонами I типа (Nh3). Переходы между состояниями сопровождаются экспрессией определённых факторов транскрипции. Одновременное измерение поверхностных белков и внутриклеточных транскриптов на уровне отдельных клеток показало, что эти транскрипционные субпопуляции не зависят от канонических поверхностных белков, обычно используемых для определения и характеристики нейтрофилов человека. Полученные данные предлагают новый взгляд на гетерогенность нейтрофилов человека, что может иметь значение для характеристики нейтрофилов в норме и при заболеваниях.