流感病毒是导致人呼吸道感染的重要病原体。流感病毒感染机体后,会诱导宿主的免疫应答。病毒入侵上皮细胞,诱导天然免疫反应,如干扰素通路的活化可限制病毒复制;肺部驻留巨噬细胞识别病毒发挥吞噬作用;树突状细胞识别病毒可激活T细胞;上述免疫反应诱导大量细胞因子和趋化因子的产生,发挥清除病毒的功能。既往研究发现,流感病毒感染导致呼吸道和肺部损伤。但是在流感病毒感染导致的肺部炎症和修复过程中,肺部细胞的动态变化以及细胞之间的相互作用尚不清楚。阐明流感病毒感染后肺部损伤和修复过程中关键的调控细胞及其功能,可为阐明流感病毒致病机制提供重要线索。本研究通过单细胞转录组测序技术,揭示肺部单个细胞在流感病毒感染小鼠后肺部损伤修复过程中的作用,探索特定细胞在感染发生发展中的功能。首先,本研究构建了小鼠流感病毒感染后肺部损伤修复模型,用20空斑形成单位（plaqueformingunit,PFU）的流感病毒（A/H1N1/PR/8/34 株,PR8）感染6-8 周龄 C57BL/6J 雌鼠,在感染后 8h、第1天（Day1,D1）、D4、D9 和 D13收取肺部组织,进行病毒复制、炎症因子、单细胞测序和病理分析。结果显示,在感染后D4肺泡腔病毒载量最高,炎症因子和免疫细胞的招募增加。为了进一步分析肺部细胞在炎症发生、进展和消散中的作用,我们分析了肺部单细胞测序数据。基于标志性基因共鉴定出单核-巨噬-树突状细胞（17个亚群）、T细胞（14个亚群）、B细胞（9个亚群）、上皮细胞（12个亚群）、内皮细胞（10个亚群）和间质细胞（13个亚群）等共75个细胞亚群。感染后8h和D1各细胞类型基因转录水平未见明显差异。从感染后D4和D9出现两次ISGs表达增加的特点,其中D4表现为所有细胞群中均出现高表达Ifit1和Ifit3等干扰素相关基因的细胞亚群,表明感染急性期肺部细胞群的泛抗病毒功能,提示存在高效的细胞间相互作用和微环境信号传递机制;D9表现为巨噬细胞高表达Ccl7等趋化相关基因,促进淋巴细胞迁移,T细胞高表达Gzmk和Klrd1等效应相关基因,促进病毒的清除,B细胞高表达Cd86等活化相关基因,发挥体液免疫功能;D13 T细胞和增殖相关的细胞比例增加,与组织修复有关。D4巨噬细胞与树突状细胞之间促进炎症反应和免疫应答的受配体表达增加;D9和D13间质细胞,内皮细胞与上皮细胞之间促进细胞发育分化作用的受配体表达增加。为了分析肺部细胞在炎症发生中是否存在旁观者效应细胞,我们以细胞中是否检测到病毒基因将细胞分为感染和非感染细胞,感染后D1、D4和D9肺部细胞中能够检测到流感病毒基因,D4中检测到的病毒基因的细胞比例最高,肺部所有细胞类型的细胞中均可检测到流感病毒基因,以上皮和巨噬细胞检出最多。在D4肺部细胞共分为15群,其中在间质巨噬细胞中检出到流感病毒基因的细胞比例最高,为58.9%,其次为树突状细胞和肺泡上皮细胞,分别为54.8%和53.4%,各细胞群中平均41.4%的细胞可检测到流感病毒基因。将细胞根据有无病毒基因表达分为感染细胞和非感染细胞,通过分析其与对照组同类型细胞之间的基因表达差异,发现Ifit1、Zbp1、Irf7和Isg15等干扰素刺激基因的梯度表达特点,正常对照组低表达,旁观者细胞的表达处于对照组和感染细胞之间。结果提示,病毒感染过程中存在“旁观者”细胞效应,表现为干扰素等通路的活化。流感病毒非结构蛋白NS1具有强烈抑制宿主干扰素通路的功能。通过分析流感病毒基因在细胞内的分布特征,发现无NS1基因但具有其它病毒基因的细胞中,其它病毒基因的表达显著降低,其中PR8M的表达降低了 81.3%,PR8NP的表达降低了 74.1%,PR8PB1的表达降低了 92.5%,PR8PB2的表达降低了 92.9%,PR8PA表达降低了 74.7%。该类细胞与NS1+的细胞比较,其高表达Neurl4、Raver2和Chst1等基因提示无NS1表达的细胞可能为病毒非易感的细胞类型,进一步阐释该类细胞高表达基因特征可能探索到更多的抗病毒复制相关宿主基因。本研究基于流感病毒感染的损伤修复模型,从单细胞角度,揭示了在炎症、损伤和修复过程中肺部全细胞反应谱以及病毒感染后存在的旁观者效应细胞特征,探讨病毒复制嗜性细胞特征。发现D4病毒载量达到峰值且所有细胞亚群均被感染,细胞通过高表达Ifit1和Ifit3等干扰素相关基因发挥抗病毒作用;“旁观者”细胞效应存在于所有的细胞群中,表现为高表达Ifit1、Zbp1、Irf7和Isg15等与感染细胞相似的干扰素刺激基因,表达水平介于正常对照组细胞和感染细胞之间,提示病毒感染过程中肺部细胞间和微环境中存在的快速信号传递网络。本研究从肺部单种细胞亚群角度,阐释了病毒感染后的急性期和恢复期等不同感染阶段细胞亚群的出现和功能,为阐释流感病毒感染中细胞致病机制和治疗策略提供更充分的数据依据和参考。