骨髓微环境中不同细胞对多发性骨髓瘤骨病外泌体环状RNA的贡献及相互作用

背景：多发性骨髓瘤骨病是多发性骨髓瘤的严重并发症，其发病机制与骨髓微环境失调密切相关。外泌体环状RNA因高稳定性、高丰度、高特异性、高保守性等特点，正逐渐成为液体活检的焦点。在多发性骨髓瘤骨病中，外泌体环状RNA的作用尚缺乏相关研究。随着单细胞RNA测序技术的发展，明确骨髓微环境中各类型细胞对多发性骨髓瘤骨病相关外泌体环状RNA的贡献及相互作用，有助于为多发性骨髓瘤骨病的诊疗提供新的生物标志物。目的：初步明确多发性骨髓瘤骨病相关外周血外泌体环状RNA的骨髓微环境来源细胞，并在单细胞水平上探究骨髓微环境中各细胞相互作用对多发性骨髓瘤骨病的影响。方法：对6例多发性骨髓瘤骨病患者和5名健康志愿者的外周血外泌体进行高通量测序，筛选差异环状RNA，并进行GO和KEGG富集分析。从GEO数据库中获取多发性骨髓瘤骨病患者的骨髓单细胞RNA测序数据集GSE271107，对其中的4例多发性骨髓瘤骨病患者数据进行整合，完成质控和过滤后，利用Harmony法去除批次效应，UMAP进行亚群聚类，SingleR自动注释后手动矫正细胞群，CellChat对单细胞RNA测序数据中的细胞间通讯进行推断和可视化，分析配体、受体间的相互作用。结果与结论：(1)相较于健康志愿者，多发性骨髓瘤骨病患者外周血外泌体中1 265个环状RNA表达水平显著上调；(2)GO和KEGG分析差异环状RNA的亲本基因主要富集在神经系统发育、癌症中的通路、PI3K-Akt信号通路、Hippo信号通路、致心律失常性右心室心肌病、扩张型心肌病等，这与骨髓瘤细胞的增殖、黏附、迁移、归巢，以及多发性骨髓瘤相关并发症(如多发性骨髓瘤骨病、周围神经病变、心脏事件)关系密切；(3)多发性骨髓瘤骨病相关差异环状RNA的亲本基因主要来源于骨髓微环境中的T细胞/自然杀伤细胞、B细胞和单核/巨噬细胞，通过调节多种细胞因子的分泌影响破骨细胞功能；(4)单核细胞/巨噬细胞作为破骨细胞前体细胞与骨髓瘤细胞及其他免疫细胞间均有相互作用，MIF通路是其参与的主要通路。以上结果初步明确了多发性骨髓瘤骨病相关外周血外泌体环状RNA的骨髓微环境来源细胞，并发现单核/巨噬细胞与骨髓瘤细胞及免疫细胞间的MIF通路配体-受体相互作用可能是多发性骨髓瘤骨病发生的重要因素。