单细胞核测序揭示成年小鼠心脏构成细胞的分群及占比

目的:利用单细胞核测序技术分析成年小鼠心脏构成细胞的分群,以及各群细胞所属类别、相对特异标记基因及各细胞群在心脏构成细胞的占比,旨在为阐明不同类型心脏构成细胞之间的相互作用奠定基础。方法:选择2月龄的C57BL/6J小鼠心脏用于心脏构成细胞的细胞核制备。使用10×Genomics单细胞测序技术对经制备的心脏细胞核进行测序。使用Cellranger将测序的原始数据解析为fastq文件,生成feature-barcoded定量矩阵进行数据整合及基因表达分析等。利用Seurat对经Cellranger分析处理的数据进行质控、标准化、降维、tSNE聚类、细胞类别注释及具体细胞分群可视化处理。结果:成年小鼠心脏细胞可分为19群,共10个细胞种类,占比较大的细胞分别为内皮细胞(39.46%)、心肌细胞(26.56%)和成纤维细胞(13.46%),合计占心脏细胞总数的79.48%。标记基因鉴定发现,内皮细胞前两位的特异性标记基因为Pecam1和Cdh5基因,心肌细胞的特异性标记基因为Actn2和Tnnc1基因,而成纤维细胞则为Col1a2和Col3a1基因。结论:成年小鼠心脏主要由10种细胞构成,其在心脏的占比不同,血管内皮细胞、心肌细胞及成纤维细胞是位列前3位的构成细胞。每种构成细胞均存在相对特异的标记基因。

基于单细胞核转录组测序的多发性大动脉炎外周血单个核细胞图谱分析

目的基于单细胞核转录组测序(snRNA-seq)技术描绘多发性大动脉炎(TAK)外周血单个核细胞(PBMC)基因和功能的异质性改变,阐述TAK可能的免疫机制。方法收集确诊为TAK患者的PBMC共6例为疾病组(TAK组),同期就诊的健康人群6例PBMC为正常组(NC组)。基于snRNA-seq工作流程建库测序,下机数据采用R 3.6.2软件进行主成分分析(PCA)及t-分布随机邻域嵌入(tSNE)分析等手段对两组PBMC样本池的单个核细胞的基因表达进行检测。结果TAK患者PBMC的免疫细胞的相对比例和含量都发生了改变;高克隆TCR可高度同源性匹配整合素beta-3的氨基酸序列;T细胞介导的干扰素γ和TNFα通路显著上调;TNFRSF13B+记忆B细胞比例明显升高;所有细胞类型中单核细胞所形成的的配体受体相互作用始终最多。结论TAK的发生发展过程中PBMC参与了复杂的调节,多种免疫炎症因子异常表达,其中单核细胞在PBMC的相互作用中占据了重要地位。

单细胞/单细胞核RNA测序分析心脏细胞转录谱推进心脏细胞类型和心脏发育研究

以单细胞RNA测序(single cell RNA sequencing,scRNA-seq)和单细胞核RNA测序(single-nucleus RNA sequencing,snRNA-seq)进行单细胞/单细胞核转录组学分析,为组织在稳态维持或动态变化过程(如疾病的发展、分化和发育)中提供了一个全面的组织细胞统计可视图。与传统批量分析相比,单细胞/单细胞核为中心的转录组分析更准确地揭示组织内细胞的异质性和细胞内基因调控网络。该文总结了应用sc/snRNA-seq技术分析心脏细胞转录谱的新发现,以及心血管发育的重要新分子机制。

基于单细胞核转录组测序分析面肩肱型肌营养不良症中细胞间通讯模式

目的:通过单细胞核转录组测序分析面肩肱型肌营养不良症(FSHD)中细胞间通讯模式。方法:选取2例FSHD患者的双侧不对称病变的口轮匝肌组织和2例正常口轮匝肌组织,共6例样本,分为对照组、轻度组和重度组。对照组为2例健康人的正常肌肉组织,轻度组和重度组分别为FSHD患者相对正常和损伤较重的一侧肌肉组织。对3组样本的全部细胞进行单细胞核转录组测序,鉴定差异表达基因和富集通路,并通过细胞通讯分析主要细胞类型间的细胞间通讯模式以及关键信号通路。结果:FSHD患者双侧肌肉样本的差异基因表达分析共鉴定了不同细胞类型中与疾病相关的46个功能性差异表达基因,与细胞凋亡、氧化应激、免疫炎症和肌肉功能等相关。FSHD重度组的细胞间通讯普遍增加。纤维/脂肪祖细胞(FAPs)和巨噬细胞是FSHD异常肌肉微环境中的重要信号来源,与疾病进展密切相关。FSHD组中存在6条独有信号通路:骨形态发生蛋白(BMP)、转化生长因子-β(TGF-β)、CXC基序趋化因子配体(CXCL)、黏附G蛋白偶联受体E5(ADGRE5)、白细胞介素-16(IL-16)和无翅型MMTV整合位点家族(WNT)信号通路,这些信号通路主要涉及巨噬细胞、FAPs和脂肪细胞间的相互作用,可能参与调控病变肌肉的脂肪沉积和纤维化改变。结论:单细胞核转录组测序提供了FSHD关键细胞类型间较为全面的细胞间通讯模式,为理解FSHD肌肉微环境的细胞间调控机制提供参考。