I 型糖尿病（T1D）是由于免疫系统对胰腺β细胞的自身攻击而造成的以慢性胰岛素缺乏为特征的高血糖症。T1D好发于青少年（发病高峰年龄为 6~15 岁），且不同症状的出现不受年龄的限制。因其症状和并发症对青少年成长有较为严重的影响，T1D的发病机制与并发症的预防受到广泛重视。越来越多的证据证实T1D的发生发展进程与炎症和免疫细胞（如中性粒细胞、巨噬细胞、树突状细胞和 B淋巴细胞）密切相关，这些免疫细胞可以启动并促进T1D的病理进程。此外，外周免疫细胞比例的变化也与T1D引起的许多并发症有关，例如骨质减少和由骨质减少造成的骨折。但是，骨髓作为产生免疫细胞的最初器官，其在T1D发生发展中的作用并没有得到足够的重视，尤其对于T1D骨髓中细胞种类的变化以及与骨质减少的关系仍然知之甚少。2022年01月21日，浙江大学基础医学院陈莹莹/王琳琳/钟近洁副教授课题组，与山西医科大学第二医院的向川教授课题组合作在Journal of Advanced Research上在线发表了题为Single-cell RNA sequencing analysis reveals the relationship of bone marrow and osteopenia in STZ-induced type 1 diabetic mice的研究论文。研究通过单细胞测序分析，首次揭示了 T1D小鼠骨髓中免疫细胞的特征和异质性，发现骨髓中性粒细胞（Cxcr2+Ly6g+）/B淋巴细胞（Cd19+）的比值与T1D小鼠骨质减少呈负相关，这可能有助于更好地预防和治疗T1D诱导的骨质减少。
本研究采用链脲佐菌素（STZ）注射方法建立小鼠T1D模型，使用单细胞测序技术揭示了正常组和STZ 诱导的T1D组小鼠全骨髓细胞的特征。正常组和T1D组小鼠骨髓细胞均可分为12种细胞类型，分别是骨髓中性粒细胞、单核细胞、中性粒细胞-髓系祖细胞、T淋巴细胞、B淋巴细胞、树突状细胞、红细胞、造血干细胞、巨噬细胞、嗜碱性粒细胞、浆细胞、间充质干细胞。两组细胞之间的变化主要体现在CD45+的免疫细胞，其中T1D组小鼠骨髓中性粒细胞数量比例从46.94%增加到64.04%，B淋巴细胞数量比例从18.12%急剧下降到3.34%，树突状细胞的数量比例也从4.00%大幅下降到0.58%。巨噬细胞、嗜碱性粒细胞和单核细胞的数量比例仅略有下降。在所有这些CD45+的免疫细胞中，骨髓中性粒细胞的数量比例上升最多，而B淋巴细胞的数量比例降低最多。免疫组化和流式细胞检测证实了上述细胞比例的变化。由于骨髓中性粒细胞的数量比例上升最多，因此对其细胞亚型进行了分析。骨髓中性粒细胞可细分为6个亚群，与对照组相比，BM-neutrophil_1（Asprv1、Prok2 、Fbxl5）的细胞比例增加最多，从5.97%增加到50.14%；BM-neutrophil_3（Clec4d、Thbs1、Egr1）的细胞比例降低最多，从38.53%下降到3.13%。同时，由于B淋巴细胞数目比例降低最多，因此对其细胞亚型也做了分析。B淋巴细胞亚型分析显示，正常组中主要是前体B细胞，而T1D组中只有幼稚B细胞。通过X-ray和小动物micro-CT的影像学分析证实STZ 诱导的T1D组小鼠的骨质减少。课题组进一步分析了T1D组与正常组中免疫细胞的比值，发现骨髓中性粒细胞/B淋巴细胞比值显著升高；且骨髓中性粒细胞和B淋巴细胞比值的增高与 T1D引起的骨质减少具有显著负相关性，这可能是外周血中中性粒细胞/淋巴细胞比值升高的原因。此外，GO和KEGG分析表明骨髓中性粒细胞和B淋巴细胞参与了T1D和T1D诱导的骨质减少的发病机制。