Single-Cell RNA Sequencing Reveals B Cells Are Important Requlators in Fracture Healing

骨折是最常见的骨创伤疾病，其愈合由成骨细胞和破骨细胞共同作用调节。已有研究表明B细胞影响了破骨细胞和成骨 细胞的分化，但是由于骨折愈合过程中骨髓微环境的复杂性，B细胞在骨折愈合中的作用机制尚不清楚。

为大家带来一篇由第二军医大学附属长海医院纪方教授团队在 Frontiers in Endorinology ( IF=5.555)发表的题为 "Single-Cell RNA Sequencing Reveals B Cells Are Important Reaulators in Fracture Healing"的文章，揭示了B细胞在骨折愈合过程 中发挥的重要作用，对骨折等骨疾病治疗策略具有重要意义。

BD Rhapsody平台

1例(<5d)骨折组织

1例(>30d)骨折组织

小鼠骨折组织(0、3、7、14d)

单细胞转录组测序

免疫荧光、免疫印迹、TRAP染色

研究者总共对9339个细胞进行了单细胞测序，通过细胞聚类分析和鉴定，获得了13种细胞类群，包括6个中性粒细胞 群、2个早期红细胞群、2个T细胞群、1个B细胞群、1个浆细胞群和1个单核细胞群。另外对比新、旧骨折组织的细胞群发 现，B细胞在数量上存在显著的统计学差异( 图1)。

为了探究B细胞在骨折愈合中的作用，研究者利用subCluster分析，将B细胞定义为5个细胞亚群(图2): pDC细胞 (表达CLEC4C)，pro-B细胞(表达HLA-DRA和CD74)，成熟B细胞(表达CD23和D24)和浆细胞(包括P1和P2，表 达J-chain )。经过统计分析发现( 表1),相较于新骨折组织( Control组)，骨折30天的组织 (Case组 ) B细胞数量显著 减少，拟时序分析发现Case组各时期B细胞构成与对照组相似，在血肿形成阶段，所有B细胞亚群均减少，提示了B细胞可 能影响了骨折愈合过程。

进一步，研究者建立了小鼠骨折模型(图3 )，分别在0、3、7、14d采集小鼠骨折组织细胞，获得6个B细胞亚群 T2B、T1B、B1、B2、B1b1和B1b2。通过拟时序、细胞通讯、GO富集分析和免疫荧光染色发现，在骨痴形成过程中，B细胞 的减少促进了成骨细胞和破骨细胞的分化，而在骨痴愈合过程中，B细胞的增加抑制了成骨细胞和破骨细胞的分化(图 4)，即B细胞在骨折愈合过程中发挥了重要作用。

研究者进一步通过体外细胞培养实验发现， ，与B细胞共培养后，破骨细胞分化增加，成骨细胞分化减少。后经过免疫 印迹、RT-gPCR等实验(图5)证实了B细胞外泌体在体外抑制成骨细胞分化，促进破骨细胞形成。

最后研究者将B细胞外泌体注射到小鼠体内连续8周，发现实验组小鼠的骨小梁体积、数量和厚度显著低于对照组，骨小梁间距显著高于对照组( 图6 )。

综上所述，文章通过单细胞转录组测序等技术，解析了在骨折愈合不同阶段，骨髓微环境中免疫细胞类型的变化，发 现B细胞在骨折愈合过程中的重要作用。另外，B细胞外泌体可以调节成骨细胞和破骨细胞的分化，为B细胞外泌体研发治 疗骨折或骨质疏松等疾病的纳米药物提供新的思路。