摘要目的 巨噬细胞是参与溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)发生发展的关键细胞类型,其功能水平与氧化磷酸化(oxidative phosphorylation,OXPHOS)能力息息相关,但UC患者的巨噬细胞OXPHOS水平变化尚不明确.本研究旨在评估UC患者结肠组织中巨噬细胞OXPHOS水平,识别并验证关键调控基因.方法 整合5个UC队列结肠单细胞RNA测序数据集,共计纳入54例样本,其中18例健康对照(healthy control,HC),36例UC患者,聚类与细胞注释后,主要针对单核细胞及巨噬细胞亚群进行分析.5种基因集评分算法(AUCell、UCell、singscore、ssGSEA和JASMINE)获取两类细胞OXPHOS水平得分.秩聚合(robust rank aggregation,RRA)分别评估HC与UC之间2类细胞OXPHOS得分差异.枢纽基因分析结果与差异分析结果交集获得潜在关键调控基因.采用随机数字表法将C57BL/6N雄性小鼠[10～12周龄;体质量:(25±2)g]随机分为葡聚糖硫酸钠(dextran sulfate sodium salt,DSS)诱导的急性结肠炎组(n=6)和对照组(CTR组,n=8),利用免疫荧光染色检测结肠巨噬细胞的核蛋白转录因子1(nuclear protein 1,transcriptional regulator,NUPR1)表达水平.siRNA 干扰小鼠原代骨髓巨噬细胞(bone marrow-derived macrophages,BMDMs)Nupr1 表达后,检测 BMDMs 中 ATP含量的改变.拟时序分析及虚拟敲除技术进行潜在机制探索.结果 相较于HC组,UC组中髓系细胞比例升高,单核细胞增加而巨噬细胞减少;巨噬细胞OXPHOS通路评分显著降低(P＜0.05),而单核细胞无明显变化.筛选出OXPHOS枢纽(hub)基因19个(P＜0.05),与巨噬细胞差异基因取交集得到关键基因NUPR1,NUPR1在UC患者(adj.P＜0.001)和DSS结肠炎小鼠结肠的巨噬细胞中显著下调(P＜0.001).siRNA敲减BMDMs的Nupr1(P＜0.05)后,BMDMs的TOM20荧光强度下降(P＜0.001).BMDMs 的 ATP含量在Nupr1敲减(P＜0.01)以及LPS刺激后(P＜0.001)显著下降,Nupr1敲减与LPS刺激联合处理相较于Nupr1敲减(P＜0.01)或LPS刺激(P＜0.05)单独作用效果更强.拟时序分析显示,NUPR1随着伪时间推移表达逐渐下降,与常见炎症相关基因(IL1B,CD83)表达趋势一致.虚拟敲除NUPR1后,ATP代谢及线粒体调控相关通路受到显著干扰(P＜0.05).结论 UC患者结肠巨噬细胞存在显著的OXPHOS功能下降,NUPR1是与该过程密切相关的关键调控基因,其下调可能通过影响线粒体功能和ATP代谢损害巨噬细胞OXPHOS能力,为UC的能量代谢调控干预提供了潜在靶点及依据.