巨噬细胞由多种特异的亚型组成,它们在抵抗病原体入侵和调节炎症反应中起着重要作用。功能异质性是它们应对各种环境的关键,然而现在的表型分类系统并不能很好地反映巨噬细胞在免疫活性和基因表达等方面的复杂性。此外,经过细菌特定成分预处理的巨噬细胞在受到细菌感染时,其清除细菌的能力会增强,但是其增强机制还不清楚。我们用小鼠的骨髓诱导分化获得了巨噬细胞,并设置了实验组和对照组。实验组用BLP(细菌脂蛋白)预处理了24小时,对照组无预处理。之后用金黄色葡萄球菌同时感染这两组巨噬细胞,并在细菌感染后0小时(无细菌感染),1小时,3小时和6小时收获巨噬细胞,进行单细胞转录组测序(scRNA-seq)。通过对大约80000个巨噬细胞数据进行分析,我们得到了13个巨噬细胞亚型,揭示了一系列巨噬细胞激活状态,其复杂性高于传统的M1和M2极化状态。其中一些亚型与先前研究中的报道一致,还有一些亚型是在我们的研究中被首次发现。之后,我们基于定义的巨噬细胞亚型比较了实验组和对照组的基因表达模式,详述了它们在每个亚群上的功能差别,并识别了一些可能在巨噬细胞清除细菌过程中发挥重要作用的基因(Marco、Slpi、Acp5、Fpr2、Lcn2、Saa3等)。最后我们在时间的横轴和纵轴上比较了这两组巨噬细胞,发现实验组拥有2个特异的巨噬细胞亚型,并且直接由BLP的预处理影响产生。在金黄色葡萄球菌感染的整个阶段,巨噬细胞的免疫应答在不断增强,亚型数目会减少,其他亚型会向几种主要功能型巨噬细胞亚型转化。总之,本研究提供了一个小鼠巨噬细胞在金黄色葡萄球菌感染下的单细胞图谱,发现了新的巨噬细胞亚型。并从单细胞水平探究了BLP预处理后的巨噬细胞杀菌能力增强的机制。