文獻學習019--[sc]人類胎兒心臟細胞圖譜及其在自身免疫性心臟傳導阻滯中的意義

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, and MYL9) and heavy chains (MYH7, MYH7B, and MYH6) as well as troponins (TNNT2, TNNI1, TNNI3, and TNNC1)
  • 成纖維細胞:COL1A1, COL1A2
    FBs and SMCs were discriminated by expression of DCN, DLK1, LUM, and TAGLN, RGS5, ACTA2, respectively.
  • MESO(Mesothelial cells 間皮細胞):UPK3B, MSLN, WT1 as well as NPY(The epicardium is composed by a layer of MESO)
  • 內(nèi)皮細胞:canonical marker: PECAM1 and CDH5, several ECs
    expressed genes such as COL3A1, COL1A2, FN1
  • EBs:identified by haemoglobin expression
  • MONO:LYZ, S100A8, and S100A6
  • MAC:CD68, MS4A4A and SEPP1
  • DC:CD1C
  • NKT:NKG7, GNLY, GZMA, GZMB, and PRF1(這難道不是NK細胞衣陶?)
  • B細胞:MS4A1 and IGLL5
  • MASTs:TPSB2 and GATA2

文中提到的一些比較重要的基因:
增殖marker:TOP2AMKI67
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, FABP4FABP5:一些脂肪酸結(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。

Fig 3
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 4

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。

Fig 5

參考文獻:

  1. The epicardium as a hub for heart regeneration. Nat Rev Cardiol 2018;15:631–647.
  2. Sodium-calcium exchange: a molecular perspective. Annu Rev Physiol 2000;62:111–133.
  3. Severity of cardiomyopathy associated with adenine nucleotide translocator-1 deficiency correlates with mtDNA haplogroup. Proc Natl Acad Sci USA 2013;110:3453–3458.
  4. Type I interferons in autoimmune disease. Annu Rev Pathol 2019;14:369–393.
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