作者對三個孕19-22周健康胎兒心臟和一個孕21周CHB(congenital heart block)心臟進行了灌流和10x單細胞測序社牲。除了單核铸鹰,成纖維,免疫細胞和其他少數(shù)的細胞群以外寿冕,一些曾經(jīng)沒有被定義過的內(nèi)皮細胞亞群也被鑒定出來谨读。差異基因表達分析提示CHB的各類細胞存在上調(diào)的異質(zhì)性的干擾素反應均践。此外還鑒別出CHB心臟基質(zhì)細胞存在matrisome轉(zhuǎn)錄本的富集晤锹,這種現(xiàn)象可能參與了細胞外基質(zhì)沉積和心臟組織的纖維化。
1. Strategy for scRNA-seq, clustering analysis, and cell-type identification
Fig 1A:對3個正常心臟和1個CHB的心臟進行了單細胞測序
Fig 1B:注釋得到了18個群
Fig 1C:正常胎兒心臟細胞平均表達譜的Pearson 相關(guān)圖彤委,可以看到FB1, FB2, SMC, EC.A, EC.B和MESO (mesothelial cells間皮細胞) 聚在一起鞭铆,提示它們可能有相同的起源。此前認為CM是起源于MESO1焦影,但是CM1-3群自己聚在了一起车遂,沒有跟MESO聚在一起。EB (erythroblasts有核紅細胞) 1-3群也自己聚在一起斯辰。這個圖的做法見:不同單細胞群之間的相關(guān)性分析舶担。
Fig 1D:細胞比例餅圖,心肌細胞占比最多彬呻。(免疫細胞里面MAST, NKT和DC竟然有這么多哦)
Fig 1E:各個細胞群marker gene的氣泡圖(??這個圖里用到的基因可以直接拿來用)
各細胞群的marker基因:
- 心肌細胞:CMs were characterized by parallel expression of myosin light (
MYL2
,MYL3
,MYL4
,MYL7
, andMYL9
) and heavy chains (MYH7
,MYH7B
, andMYH6
) as well as troponins (TNNT2
,TNNI1
,TNNI3
, andTNNC1
)- 成纖維細胞:
COL1A1
,COL1A2
FBs and SMCs were discriminated by expression ofDCN
,DLK1
,LUM
, andTAGLN
,RGS5
,ACTA2
, respectively.- MESO(Mesothelial cells 間皮細胞):
UPK3B
,MSLN
,WT1
as well asNPY
(The epicardium is composed by a layer of MESO)- 內(nèi)皮細胞:canonical marker:
PECAM1
andCDH5
, several ECs
expressed genes such asCOL3A1
,COL1A2
,FN1
- EBs:identified by haemoglobin expression
- MONO:
LYZ
,S100A8
, andS100A6
- MAC:
CD68
,MS4A4A
andSEPP1
- DC:
CD1C
- NKT:
NKG7
,GNLY
,GZMA
,GZMB
, andPRF1
(這難道不是NK細胞衣陶?)- B細胞:
MS4A1
andIGLL5
- MASTs:
TPSB2
andGATA2
文中提到的一些比較重要的基因:
增殖marker:TOP2A
和MKI67
SLC8A1
:文中所有心肌細胞都表達的Na+/Ca2+exchanger-1,對于心臟Ca2+穩(wěn)態(tài)以及收縮和舒張功能比較重要2废岂。
SLC25A4
:adenine nucleotide translocator-1祖搓,表達缺陷可以引起心肌病3狱意。
CD36
,FABP4
和FABP5
:一些脂肪酸結(jié)合和轉(zhuǎn)運基因湖苞。(正常情況下,心肌所需能量的60%-90%來自游離脂肪酸的β氧化)
NKX2-5
:心肌細胞經(jīng)典的TF
2. Cell types of healthy foetal hearts
這一部分寫的時候又按細胞類型分了五個小部分详囤,還是第一次見CVR有這種格式...感覺沒必要财骨,后面小標題分的也很混亂,還是直接看圖吧
Fig 2A B:MAC, MONO, DC的降維圖和marker基因圖
Fig 2C D E:6個EC群的降維藏姐,熱圖和marker基因小提琴圖
Fig 2F:EC6表達心肌細胞marker TNNT3隆箩,免疫組化驗證
Fig 2G:各個細胞群的轉(zhuǎn)錄因子預測,正文也是純描述性
3. 一些marker基因的表達和細胞互作
Fig 3A:心肌細胞的marker在各個細胞群表達的氣泡圖
Fig 3B:一些基因的氣泡圖(都是挑的羔杨,只要能解釋出意義捌臊,言之有理即可)
Fig 3C:為了探究正常胎兒心臟的細胞間交流,作者可視化了各個細胞群的the most abundant ligands (>5 TPM)和他們的cognate receptors (>1.8 TPM)兜材。在心肌細胞高表達的NPPA
(通過尿鈉排泄理澎,利尿和血管收縮調(diào)節(jié)心血管穩(wěn)態(tài))通過NPR3受體與EC1和EC2互作。在缺乏時會引起心衰的MDK
基因曙寡,在FBs高表達并通過PTPRB
和EC4-6細胞群互作來調(diào)節(jié)心臟發(fā)育中的血管生成糠爬。。举庶。這個圖的解讀也是言之有理即可执隧。
4. 健康和CHB心臟各細胞類型的基因表達差異
Fig 4A:一些差異基因的氣泡圖,干擾素基因在CHB患者心臟的各個細胞類型中都出現(xiàn)上調(diào)。但是不同細胞的上調(diào)程度不一樣
Fig 4B:CHB和正常心臟的巨噬細胞差異基因的通路富集也富集到了IFN相關(guān)通路
Fig 4C:系統(tǒng)性IFN反應也見于其他的自身免疫性疾病比如SLE4镀琉。SLE的單細胞測序已經(jīng)有報道峦嗤,所以作者直接把那個數(shù)據(jù)拿來做了分析和CHB做了比較。
Fig 4D:CHB的組織學特征是房室結(jié)的纖維化屋摔。所以作者做了基質(zhì)細胞 (FB和SMC) 的matrisome gene的表達分析寻仗。大多數(shù)的matrisome基因包括COL21A1, COL4A1和COL8A1在CHB樣本中高表達。
Fig 5:CHB和正常心臟相比凡壤,不同細胞群的差異基因熱圖署尤。
參考文獻:
- The epicardium as a hub for heart regeneration. Nat Rev Cardiol 2018;15:631–647.
- Sodium-calcium exchange: a molecular perspective. Annu Rev Physiol 2000;62:111–133.
- Severity of cardiomyopathy associated with adenine nucleotide translocator-1 deficiency correlates with mtDNA haplogroup. Proc Natl Acad Sci USA 2013;110:3453–3458.
- Type I interferons in autoimmune disease. Annu Rev Pathol 2019;14:369–393.