文獻學習004--[sc]單細胞雙組學技術揭示心臟中非心肌細胞的轉錄和表觀層面異質性

摘要

哺乳動物心臟中非心肌細胞(包括內皮細胞、成纖維細胞、周皮細胞和免疫細胞)在單細胞水平上的細胞特性和分子特征目前仍不明確。使用最新的單細胞多組學技術來描繪非心肌細胞轉錄特征的表觀圖譜有助于揭示細胞異質性背后的分子機制。在這里,作者從單個細胞水平上描述了成年小鼠心臟中非心肌細胞群體的分子和細胞特征。

Introduction

心臟中非心肌細胞的種類和功能

該研究通過scRNAseq和scATACseq分析小鼠心臟中的非心肌細胞,從轉錄層面和表觀層面剖析了非心肌細胞的異質性及功能。
1. 本文總結了主要非心肌細胞群的基因表達特征,以及調控細胞特性的順式作用元件和反式作用因子的特殊作用。
2. 使用再聚類和軌跡分析,該研究發現心臟成纖維細胞由3個不同的亞群組成,其功能分別與細胞反應、細胞骨架形成和免疫反應相關。
3. 基因富集分析鑒定出Hsd11b1Gfpt2是與成纖維細胞狀態相關的標志性marker基因,該結果被免疫組化結果進一步證實。
4. 小鼠實驗顯示敲除Gfpt2可以改變細胞緊密性,而敲除Hsd11b1可以降低成纖維細胞的遷移和細胞外基質沉積。

結果

這篇文章的分析比較常規,就是Fig1分別看了一下scRNAseq和scATACseq的主要分群和marker基因,兩種組學結果比較一致。隨后Fig2-Fig5分別對內皮細胞、巨噬細胞和成纖維細胞做了一下亞群細分,看了一下亞群的功能。再從成纖維里篩出了兩個基因在體內體外進行了驗證。

這篇文獻里比較有意思的是supplement fig1里的圖G,是用ImmGen對細胞注釋的結果進行驗證,并繪制了如下的W圖。

ImmGen全稱是Immunological Genome Project(免疫基因組計劃),其目的是對小鼠免疫系統的基因表達及其調控進行深入的剖析,包括細胞因子觸發的響應的系統分析。

ImmGen提供的網頁工具可以查看輸入的基因列表(可以是某條通路相關的基因、每個細胞群的marker基因等等)中的基因在不同的細胞群中的表達情況,并繪制W圖和熱圖
1. 打開https://www.immgen.org/Databrowser19/DatabrowserPage.html

2. 點擊MyGeneset

3. 在左側框中勾選細胞類型,右側框中輸入基因列表(分析自己數據的時候,輸入算出來的top差異基因即可),點擊View W-Plot或View Heatmap就可以查看這些基因在勾選的細胞群中的表達。

4. 結果

熱圖,縱軸是輸入的基因列表,橫軸是勾選的細胞群,來自ImmGen數據庫
W圖
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