ZUSAMMENFASSUNG
Myeloische Zellen sind wichtige Orte der lytischen und latenten Infektion durch das humane Cytomegalovirus (CMV). Wir haben zuvor gezeigt, dass nur eine kleine Untergruppe von myeloischen Zellen, die von CD34 + hämatopoetischen Stammzellen differenziert sind, für die CMV-Replikation permissiv ist, was die Heterogenität dieser Populationen unterstreicht. Die genaue Identität von empfindlichen und resistenten Zelltypen und die zellulären Merkmale, die permissive Zellen charakterisieren, konnten jedoch nicht mit Hilfe von Mittelungs-Transkriptions-Analyse-Tools wie Microarrays seziert werden und blieben daher rätselhaft. Hier profilieren wir die Transkriptome von ∼ 7000 einzelnen Zellen am ersten Tag nach der Infektion mit der 10X-Genomik-Plattform. Wir zeigen, dass virale Transkripte in der Mehrzahl der Zellen nachweisbar sind, was darauf hindeutet, dass der Eintritt von Virionen wahrscheinlich nicht das Hauptziel zellulärer Restriktionsmechanismen ist. Wir zeigen weiter, dass die Virusreplikation in einer kleinen, aber spezifischen Untergruppe von Zellen auftritt, die transkriptionell mit einem Zellcluster verwandt sind und wahrscheinlich von einem Zellcluster abgeleitet sind, der Marker der koloniebildenden Einheit exprimiert – Granulozyten, Erythrozyten, Monozyten, Megakaryozyten (CFU-GEMM) oligopotente Vorläuferzellen. Im Vergleich zum Rest der Population sind CFU-GEMM-Zellen in Transkripten mit Funktionen bei der mitochondrialen Energieproduktion, Zellproliferation, RNA-Verarbeitung und Proteinsynthese angereichert und exprimieren ähnliche oder höhere Konzentrationen von Interferon-verwandten Genen. Während die Expressionsniveaus der ersteren in infizierten Zellen aufrechterhalten werden, sind letztere stark herunterreguliert. Wir schlagen daher vor, dass die bevorzugte Infektion von CFU-GEMM-Zellen eher auf das Vorhandensein einer vorab festgelegten pro-viralen Umgebung zurückzuführen ist, die minimale Optimierungsanstrengungen von viralen Effektoren erfordert, als auf das Fehlen spezifischer Restriktionsfaktoren. Zusammen identifizieren diese Ergebnisse eine potenziell neue Population von myeloischen Zellen, die für die CMV-Replikation anfällig sind, und liefern eine mögliche Begründung für ihre bevorzugte Infektion.
ZUSAMMENFASSUNG des AUTORS Myeloische Zellen wie Monozyten und dendritische Zellen sind kritische Ziele einer CMV-Infektion. Um die zellulären Faktoren zu identifizieren, die Anfälligkeit oder Resistenz gegen Infektionen verleihen, profilierten wir die Transkriptome von ∼ 7.000 Einzelzellen aus einer Population von semi-permissiven myeloischen Zellen, die mit CMV infiziert sind. Wir fanden heraus, dass virale RNAs in der Mehrzahl der Zellen nachweisbar sind, dass jedoch eine deutliche Expression von CMV-lytischen Genen nur in einer kleinen Untergruppe von Zellen auftritt, die transkriptionell mit einem Cluster von CFU-GEMM-Vorläufern verwandt sind, die ähnliche Mengen an Transkripten exprimieren, die für Interferon-verwandte antivirale Faktoren kodieren wie der Rest der Bevölkerung, jedoch höhere Mengen an Transkripten, die für Proteine kodieren, die für die Energie-, RNA- und Proteinproduktion erforderlich sind. Wir schließen daraus, dass die bevorzugte Infektion von CFU-GEMM-Zellen auf das bereits vorhandene Vorhandensein einer intrazellulären Umgebung zurückzuführen sein könnte, die dem Ausbruch der Infektion förderlich ist, und nicht auf das Fehlen antiviraler Faktoren, die den Viruseintritt oder die anfängliche Genexpression einschränken. Zusammen decken diese Ergebnisse eine neue Art von myeloischen Zellen auf, die möglicherweise für eine CMV-Infektion permissiv sind, erweitern unser Verständnis der zellulären Anforderungen für eine erfolgreiche Initiierung einer CMV-Infektion und bieten neue pro- und antivirale Genkandidaten für zukünftige Analysen und therapeutische Interventionen.