1. Data integration and cell annotation
作者對(duì)5例嚴(yán)重主動(dòng)脈瓣狹窄 (aortic valve stenosis, AS)患者的肥厚的心肌組織樣本進(jìn)行了單細(xì)胞核測(cè)序。14例對(duì)照樣品來自已發(fā)表的數(shù)據(jù)集,使用Harmony做了整合。
Fig 1A:整合后一共是88536個(gè)細(xì)胞核,分為19個(gè)cluster,注釋得到7個(gè)細(xì)胞群。包括心肌(4群),內(nèi)皮(1群),成纖維(4群),周皮細(xì)胞(1群),平滑肌細(xì)胞(1群),免疫細(xì)胞(白細(xì)胞和單核細(xì)胞 3群)。有幾群細(xì)胞過了質(zhì)控又沒有被預(yù)測(cè)成雙細(xì)胞但是表達(dá)兩種細(xì)胞的marker,所以被命名為CM-EC, CM-PC, CM-FB。
2. Characterization of cardiomyocytes.
Fig 1B:隨后作者選擇了4個(gè)心肌細(xì)胞群,包括45728個(gè)細(xì)胞核(28001個(gè)HC,17727個(gè)AS)。發(fā)現(xiàn)AS患者的肥厚心肌中MYH6顯著下降,MYH7顯著上升。在人的心肌中,心肌成熟過程中會(huì)出現(xiàn)MYH6向MYH7的轉(zhuǎn)變(小鼠中相反)。這個(gè)現(xiàn)象在擴(kuò)心病的心肌細(xì)胞中也有報(bào)道。
Fig 1C:作者計(jì)算了CM disease 評(píng)分,AS患者顯著高。
cardiomyocyte disease score
相關(guān)基因:NPPA, NPPB, MYH7, MYH7B, XIRP2, CMYA5, ANKRD1, TNNI3, ACTA1和PFKP
Fig 1D:亞群細(xì)分得到6個(gè)群(從這個(gè)UMAP圖看,完全分不開嘛)
Fig 1E:對(duì)6個(gè)群做了通路富集然后根據(jù)結(jié)果描述了一下,正文里只放了0群,其他的在附件。
Fig 1F:6個(gè)群的比例變化顯示0群顯著減少,1群和5群增加。
Fig 1G:展示了一些鑒定出來的下調(diào)基因(和心肌細(xì)胞增殖和擴(kuò)增有關(guān)的基因和突觸形成與突觸后信號(hào)傳遞相關(guān)的基因)
Fig 1H, I:作者還發(fā)現(xiàn)了VEGFA和VEGFB的失衡。VEGFA可以促血管生成,但是也可以引起血管炎癥和滲漏。VEGFB并不調(diào)節(jié)血管生成,但是可以支持血管發(fā)育成熟和心臟再生。AS的心肌細(xì)胞出現(xiàn)了 明顯的VEGFA上調(diào)和VEGFB下調(diào)。VEGFA和VEGFB的失衡可能引起新生血管的不連續(xù)和成熟障礙。
3. Cellular communication in the hypertrophied heart.
隨后作者做了細(xì)胞互作分析
Fig 2A-D:整體來看,AS患者的各細(xì)胞類型互作出現(xiàn)了下降。從圈圖來看,下降最明顯的是各細(xì)胞類型發(fā)出信號(hào)和心肌細(xì)胞接受信號(hào)的互作。而心肌作為發(fā)出信號(hào)的細(xì)胞時(shí),和內(nèi)皮成纖維的互作增強(qiáng),和壁細(xì)胞的互作下降(CellPhoneDB和CellChat的結(jié)果一致)。
隨后作者重點(diǎn)關(guān)注了一下心肌與內(nèi)皮和心肌與成纖維之間的互作
Fig 2E:在心肌與內(nèi)皮下調(diào)的互作中,作者注意到了Eph–ephrin interaction。其中,心肌表達(dá)的EFNA5和內(nèi)皮表達(dá)的ephrin (EPH)A4之間的互作,內(nèi)皮表達(dá)的EFNB2和心肌表達(dá)的EPHB1, EPHA4的互組,心肌表達(dá)的VEGFB和內(nèi)皮表達(dá)的FLT1,NRP1的互作都出現(xiàn)了下降。這也與前面Fig. 1h,i中心肌VEGFB下降一致。
Fig 2F:在心肌與成纖維的互作中,肥厚心臟中眾多fibroblast-derived collagens互作增強(qiáng)。
4. Disturbed Eph receptor interactions in cardiac hypertrophy.
這一部分的引入不是非常有邏輯。
1. 因?yàn)榭吹搅藘?nèi)皮和心肌的互作出現(xiàn)了廣泛改變,下面就著重關(guān)注內(nèi)皮。從Fig2a來看成纖維的變化也很顯著啊?為什么忽視成纖維呢?至少也要像Fig2d 那樣畫一個(gè)不同細(xì)胞群和心肌細(xì)胞互作的數(shù)目變化圖,然后EC改變的顯著最多才更順理成章吧?
2. 著重關(guān)注Eph-ephrin的原因是這個(gè)互作沒有怎么被研究過,沒有研究過的就一定是起主要作用的嗎?
Anyway,還是繼續(xù)看結(jié)果吧
Fig 3A-C:因?yàn)樽髡呦胍P(guān)注Eph–ephrin這個(gè)互作,作者首先看了心肌細(xì)胞里面Eph受體的表達(dá)。結(jié)果顯示EPHB1在正常心肌高表達(dá),在AS中顯著下調(diào)。EPHB4在正常心臟中表達(dá)較高,在AS心臟中也出現(xiàn)了下降,但是沒有EPHB1那么顯著。
Fig 3D-H:EPHB1在正常心肌高表達(dá),在AS中顯著下調(diào),幾乎不表達(dá)。
Fig 3I, J:在人的肥厚心肌組織和TAC小鼠的肥厚心肌組織通過免疫熒光確定了EPHB1的表達(dá)下調(diào)。
(一個(gè)基因的表達(dá)下調(diào)可以湊出一整張F(tuán)ig...)
既往文獻(xiàn)報(bào)道EPHB1和EPHA4可以被神經(jīng)嵴細(xì)胞EFNB2配體活化
Fig 4A-B:EFNB2主要在內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)。這可能提示正常情況下內(nèi)皮EFNB2與心肌EPHB1和EPHA4受體相互作用,而在肥厚的心肌,Eph表達(dá)下降,互作減少。
Fig 4C:因?yàn)檫@個(gè)內(nèi)皮-心肌的互作此前沒有報(bào)道過,作者首先驗(yàn)證了EFNB2刺激下EPHB1磷酸化的情況,發(fā)現(xiàn)刺激后磷酸化增加(EFNB2刺激EPHB4后沒有顯著變化,提示EFNB2和EPHB1互作更顯著)。
肥厚心臟的EPHB1下降提示EFNB2–EPHB1互作可能可以抑制肥厚反應(yīng)。因此作者探究了EFNB2是否可以影響心肌肥厚。
Fig 4D:體外給予重組的EFNB2保護(hù)了PE誘導(dǎo)的新生鼠心肌肥厚。
Fig 4E, F:作者還對(duì)心肌和內(nèi)皮進(jìn)行了共培養(yǎng),沉默掉EFNB2的內(nèi)皮細(xì)胞可以誘導(dǎo)心肌細(xì)胞的肥厚。
Fig 4G:沉默掉EFNB2的內(nèi)皮細(xì)和心肌細(xì)胞共培養(yǎng),心肌的收縮率也下降。
Fig 4H:給予體外重組的外源性EFNB2則逆轉(zhuǎn)了這種效應(yīng)。
Fig 4I:為了確定EPHB1的功能,作者使用腺相關(guān)病毒AAV6過表達(dá)了心肌細(xì)胞中的EPHB1,這抑制了共培養(yǎng)系統(tǒng)中PE誘導(dǎo)的心肌肥厚。
In sum, these data indicate a protective function of the heterocellular EFNB2–EPHB1 interaction between cardiomyocytes and endothelial cells.