hello，又是周一姨俩，新的開始匆赃，今天我們繼續(xù)分享10X空間轉(zhuǎn)錄組的分析內(nèi)容，而今天主要的內(nèi)容就是借助空間技術(shù)解析腸道的損傷和修復(fù)動(dòng)態(tài)蒜胖，其中用到了大家熟知的NMF降維分析手段消别，參考文獻(xiàn)在The spatial transcriptomic landscape of the healing intestine following damage，純粹使用空間轉(zhuǎn)錄組分析的文章台谢，非常有借鑒意義寻狂。

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值得注意的分析點(diǎn)

• NNMF無監(jiān)督區(qū)分空間區(qū)域
• 預(yù)測(cè)算法揭示了取決于位置的協(xié)調(diào)信號(hào)通路
• 空間定位問題
• 空間細(xì)胞類型共定位分析
• 因子化正常和疾病樣本以識(shí)別疾病對(duì)樣本的影響、組織自愈的過程發(fā)展朋沮。

Abstract

腸道屏障由一個(gè)復(fù)雜的細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)(細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)是空間轉(zhuǎn)錄組獨(dú)有的個(gè)性化分析蛇券，大家可以參考我之前的分享10X空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析之同型分?jǐn)?shù)（細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)）和異型分?jǐn)?shù)（臨近網(wǎng)絡(luò)）計(jì)算)組成，它定義了高度分隔和專門的結(jié)構(gòu)。在這里纠亚，使用空間轉(zhuǎn)錄組學(xué) (ST) 來定義轉(zhuǎn)錄組landscope在穩(wěn)態(tài)和愈合小鼠結(jié)腸中的空間組織方式塘慕。在穩(wěn)態(tài)條件下，展示了以前未被重視的結(jié)腸分子區(qū)域化菜枷，這在粘膜愈合過程中發(fā)生了顯著變化苍糠。在這里，分析確定了空間組織的轉(zhuǎn)錄程序啤誊，這些程序定義了分隔的粘膜愈合岳瞭，以及具有主要wired pathways的區(qū)域。此外蚊锹，發(fā)現(xiàn) p53 激活減少定義了增殖上皮干細(xì)胞存在增加的區(qū)域瞳筏。最后，利用分析數(shù)據(jù)繪制了與人類疾病相關(guān)的轉(zhuǎn)錄組學(xué)模塊牡昆，證明 ST 可用于為臨床實(shí)踐提供信息姚炕。總的來說丢烘，我們提供了一個(gè)公開可用的資源柱宦，定義了粘膜愈合過程中結(jié)腸轉(zhuǎn)錄組學(xué)區(qū)域化的原則，以及一個(gè)發(fā)展和推進(jìn)進(jìn)一步假設(shè)的框架播瞳。

Introduction

腸道分為小腸和大腸掸刊，它們共同擁有最高密度的共生微生物群（腸道微生物的研究也是醫(yī)學(xué)研究的重點(diǎn)之一），而這些微生物群又在近-遠(yuǎn)軸上具有空間異質(zhì)性赢乓。 geographically異質(zhì)的微生物暴露有助于建立高度分隔的器官忧侧，該器官根據(jù)近端-遠(yuǎn)端位置具有不同的功能。 例如牌芋，與遠(yuǎn)端小腸相比蚓炬，近端小腸中的維生素 A 代謝酶以及視黃酸的產(chǎn)生和功能更高，從而產(chǎn)生從近端到遠(yuǎn)端的梯度躺屁。 盡管人們普遍認(rèn)為小腸高度分隔肯夏，但結(jié)腸中是否存在明確的分子區(qū)域化尚待確定。

腸道依靠腸上皮的不斷再生來維持體內(nèi)平衡犀暑。 再生途徑的中斷可能導(dǎo)致病原體易位和慢性腸道病變的發(fā)展驯击，例如炎癥性腸病 (IBD)。因此母怜，腸道屏障必須迅速適應(yīng)以促進(jìn)組織再生和損傷后的愈合余耽。 然而，穩(wěn)態(tài)條件下的細(xì)胞和molecular circuitry以及它如何適應(yīng)挑戰(zhàn)尚待充分表征苹熏。

腸道提供了一個(gè)獨(dú)特的機(jī)會(huì)來研究屏障組織修復(fù)的共同原則碟贾，因?yàn)樗目臻g組織是其功能的基礎(chǔ)币喧。當(dāng)發(fā)生腸屏障損傷時(shí)，受損的上皮細(xì)胞脫落并被動(dòng)員的腸干細(xì)胞 (ISC) 衍生細(xì)胞取代袱耽，這種現(xiàn)象高度依賴于來自鄰近微環(huán)境（niche）的信號(hào)杀餐。類似地，免疫細(xì)胞被原位募集或擴(kuò)增以保護(hù)宿主免受病原體入侵并通過提供解析信號(hào)來協(xié)調(diào)愈合過程朱巨。Although initially considered as a mere structural support, stromal cells, which includes fibroblasts, endothelial/lymphatic cells, pericytes and glial cells, are also actively involved in barrier healing through tissue remodeling, matrix deposition, neoangiogenesis, muscle contraction, and production of pro-regenerative signals史翘。因此，免疫細(xì)胞冀续、上皮細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞必須在確定的微環(huán)境中快速適應(yīng)并建立分子網(wǎng)絡(luò)以促進(jìn)組織修復(fù)琼讽。然而，腸道的不同部分及其微環(huán)境是否具有不同類型的組織修復(fù)機(jī)制目前尚不清楚洪唐。（是不是空間轉(zhuǎn)錄組也可以用于腸道微生物的研究钻蹬，這個(gè)值得期待）

之前的研究揭示了在葡聚糖硫酸鈉 (DSS) 結(jié)腸炎過程中結(jié)腸組織的時(shí)間轉(zhuǎn)錄組學(xué)動(dòng)態(tài)，確定了在急性損傷或再生過程中差異調(diào)節(jié)的基因和途徑凭需。盡管bulk或單細(xì)胞 RNA 測(cè)序研究提供了無偏見的轉(zhuǎn)錄組分析问欠， 組織內(nèi)的空間環(huán)境通常會(huì)丟失。 相比之下粒蜈，空間基因表達(dá)分析的靶向技術(shù)（例如原位 RNA 測(cè)序顺献、熒光原位雜交 [FISH]、RNA 范圍）需要特定候選基因的知識(shí)來query枯怖，thus do not allow an unsupervised investigation of pathways enriched in healing areas注整。

為了克服這些限制，利用了空間轉(zhuǎn)錄組學(xué) (ST)嫁怀，這是一種無偏技術(shù)设捐，可以對(duì)組織切片中的多聚腺苷酸轉(zhuǎn)錄本進(jìn)行測(cè)序借浊，該技術(shù)可以在空間上映射到組織學(xué)明場(chǎng)圖像上塘淑。 ST 能夠揭示小鼠結(jié)腸分子區(qū)域化的前所未有的特征，這在人類腸道標(biāo)本中得到了進(jìn)一步驗(yàn)證蚂斤。通過比較穩(wěn)態(tài)和粘膜愈合（即來自 DSS 治療的小鼠）結(jié)腸組織的 ST存捺，確定并在空間上繪制了組織修復(fù)過程、免疫細(xì)胞激活/募集曙蒸、促再生途徑和組織重塑的轉(zhuǎn)錄特征捌治。粘膜愈合過程中通路活動(dòng)的空間landscope也揭示了 p53 活性與增殖的上皮干細(xì)胞之間的負(fù)相關(guān)。此外纽窟，與人類 IBD 患者疾病結(jié)果相關(guān)的基因的靶向定位和從全基因組關(guān)聯(lián)研究 (GWAS) 中確定的 IBD 風(fēng)險(xiǎn)變異能夠根據(jù)它們?cè)诰哂胁煌M織學(xué)特性的區(qū)域中的定位來推斷它們參與特定的病理過程肖油。

Results

Spatial transcriptomics revealed distinct molecular regionalization of murine colonic epithelium at steady state condition（空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)揭示了穩(wěn)態(tài)條件下小鼠結(jié)腸上皮的不同分子區(qū)域化）

為了表征穩(wěn)態(tài)條件下結(jié)腸組織的轉(zhuǎn)錄組學(xué)特征，使用 Visium (10X Genomics) 平臺(tái)處理冷凍結(jié)腸以進(jìn)行 ST臂港。 預(yù)過濾的數(shù)據(jù)集主要對(duì)應(yīng)于蛋白質(zhì)編碼基因森枪。 過濾掉非編碼 RNA (ncRNA) 和線粒體蛋白編碼基因后视搏，所得數(shù)據(jù)集由 2604 個(gè)單獨(dú)的spot組成，每個(gè)點(diǎn)平均有 ~4125 個(gè)基因和 ~11801 個(gè)獨(dú)特的轉(zhuǎn)錄本县袱。 首先浑娜，使用非負(fù)矩陣分解 (NNMF) 對(duì)空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)集進(jìn)行去卷積以推斷activity maps，并且將分析限制為僅 3 個(gè)能夠在穩(wěn)態(tài)條件 (d0) 下捕獲結(jié)腸最基本結(jié)構(gòu)的因素式散。分析確定了 3 個(gè)基本的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)錄組學(xué)landscope筋遭，它們?cè)诮M織學(xué)上是可辨別的，分別是腸上皮細(xì)胞 (IEC) (NNMF_3)暴拄、肌肉 (NNMF_2) 以及固有層 (LP) 和 107 nd IEC (NNMF_1) 之間的混合物漓滔，它們與 IEC 沒有區(qū)別朝向最遠(yuǎn)端的結(jié)腸。 對(duì)每個(gè)factors的主要貢獻(xiàn)基因的分析證實(shí)了肌肉和 IEC 的身份乖篷，以及 IEC次和、肌肉和 LP 之間的混合特征。 使用來自人類蛋白質(zhì)圖譜的免疫組織化學(xué) (IHC) 數(shù)據(jù)那伐，分別驗(yàn)證了 CDH17（也稱為肝腸鈣粘蛋白或 LI 鈣粘蛋白）和 TAGLN（轉(zhuǎn)凝膠蛋白踏施，平滑肌標(biāo)記物）在 IEC 和肌層中的特異性表達(dá)。 相比之下罕邀，ADH1（酒精脫氫酶 1）在 LP 和 IEC 隔室之間表現(xiàn)出混合表達(dá)畅形。為了更好地可視化跨越近端-遠(yuǎn)端和漿膜-腔軸的分子區(qū)域化，按照方法中的描述以digitally unrolled結(jié)腸（這個(gè)地方后面會(huì)詳細(xì)介紹）诉探。肌肉日熬、LP/IEC和近端IEC factors在digitally unrolled的結(jié)腸的遠(yuǎn)端-近端和漿膜-腔軸的相應(yīng)區(qū)域富集。在基因驅(qū)動(dòng)因子3（ NNMF_3) 我們發(fā)現(xiàn) Car1肾胯、Mettl7b竖席、Emp1、Fabp2 和 Hmgcs2 在近端結(jié)腸中高度表達(dá)敬肚。我們的數(shù)據(jù)與顯示 Car1 啟動(dòng)子在近端而非遠(yuǎn)端結(jié)腸中驅(qū)動(dòng)表達(dá)的報(bào)告一致. 相比之下毕荐，Retnlb、Sprr2a2 和 Ang4 在中結(jié)腸富含艳馒，而 Prdx6憎亚、Tgm3、Ly6g弄慰、Eno3 和 B4galt1 在遠(yuǎn)端富集第美。因?yàn)樗鼈冎皼]有被描述為不同結(jié)腸區(qū)室的標(biāo)記，使用 qPCR 來驗(yàn)證編碼生酮限速酶陆爽、線粒體 3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶 A 合成酶 2 (HMGCS2) 的基因的區(qū)域特異性 mRNA 表達(dá))什往、抗菌肽血管生成素 4 (ANG4) 和 Beta-1,4-半乳糖基轉(zhuǎn)移酶 1 (B4GALT1)。因此慌闭，ST 分析區(qū)分了 LP别威、IEC 和肌肉隔室之間的分層第献，這在近端結(jié)腸而非遠(yuǎn)端結(jié)腸處非常明顯。 一些研究表明近端和遠(yuǎn)端結(jié)腸在結(jié)構(gòu)和功能上存在差異兔港，特別是在上皮方面庸毫；然而，缺乏系統(tǒng)和無監(jiān)督的結(jié)腸分子區(qū)域化衫樊。為了客觀地識(shí)別在結(jié)腸特定隔室中差異表達(dá)的基因飒赃，使用 NNMF 方法來區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)可變性的相關(guān)來源。原始結(jié)腸的詳細(xì)因子分析（用“n”表示）導(dǎo)致更明顯/明顯的結(jié)腸區(qū)室化科侈，其中定義因子的頂級(jí)基因足以明確劃分結(jié)腸中的區(qū)域化载佳。特別是，這些因素定義了近端-遠(yuǎn)端和漿膜腔軸臀栈。使用定義近端和遠(yuǎn)端結(jié)腸 IEC 的因素的主要貢獻(xiàn)基因的功能富集分析表明蔫慧，鼠類近端結(jié)腸專門從事吸水，而遠(yuǎn)端結(jié)腸專門從事溶質(zhì)運(yùn)輸权薯，表明近端和遠(yuǎn)端 IEC 隔室之間的功能差異姑躲。總而言之盟蚣，ST 允許在穩(wěn)態(tài)結(jié)腸中鑒定先前未被重視的結(jié)腸分子區(qū)室化水平黍析。

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Visualization of lymphoid structures by factors enriched with B-cell associated genes（通過富含 B 細(xì)胞相關(guān)基因的因子可視化淋巴結(jié)構(gòu)）

接下來，我們檢查了數(shù)據(jù)集解析組織內(nèi)宏觀結(jié)構(gòu)（例如淋巴cluster）的能力屎开。 觀察到因子 1n阐枣、3n 和 9n 中 B 細(xì)胞相關(guān)基因的富集。 將這些因子映射到結(jié)腸組織后奄抽，觀察到因子 1n 和 3n 定義了類似于淋巴聚集體的結(jié)構(gòu)蔼两，稱為孤立的淋巴濾泡 (ILF) 和/或隱斑 (CP)。 相比之下逞度，因子 9n 定義了結(jié)腸 LP额划，其特征是基因的高表達(dá)，例如 Igha第晰、Jchain锁孟、Igkc 等漿細(xì)胞特征彬祖。 在 factor_3n 中發(fā)現(xiàn)的頂級(jí)基因中茁瘦，驗(yàn)證了淋巴濾泡中的 Clu 蛋白表達(dá)。類似地储笑，JCHAIN 是一種由漿細(xì)胞產(chǎn)生的 15 kDa 小糖蛋白甜熔，可調(diào)節(jié)分泌性 IgA 和 IgM 的多聚化并促進(jìn)它們跨粘膜上皮的轉(zhuǎn)運(yùn)，它的表達(dá)通過人結(jié)腸 LP 中的 IHC 進(jìn)行了驗(yàn)證突倍。通路分析證實(shí)這些因素與免疫反應(yīng)有關(guān)腔稀。與因子 3n 相關(guān)的通路提示淋巴細(xì)胞啟動(dòng)位點(diǎn)（由與淋巴細(xì)胞激活相關(guān)的過程定義）盆昙，而與因子 9n 相關(guān)的通路提示效應(yīng)免疫反應(yīng)位點(diǎn)（由與適應(yīng)性免疫相關(guān)的過程定義）。有趣的是焊虏，factor_1n 定義了覆蓋 ILF 的細(xì)胞/區(qū)域淡喜，其特征在于已知募集 CCR6+ B 細(xì)胞的 Ccl20 和 Il22ra2/Il22bp 等基因，后者是一種可溶性受體诵闭，可中和 IL-22 的作用炼团，IL-22 是一種多效性細(xì)胞因子，主要由淋巴組織誘導(dǎo)細(xì)胞(LTis)疏尿。此外瘟芝，factor_1n 與參與細(xì)胞動(dòng)員和對(duì)外部刺激的反應(yīng)的通路有關(guān)。由于觀察到因子 1n 定義了 ILF褥琐，因此很容易提出因子 1n 定義的結(jié)構(gòu)可以作為進(jìn)一步成熟為 ILF（因子_3n）的anlagen锌俱。

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Factor analysis identified molecular signatures that define areas associated with the enteric nervous system（因子分析確定了定義與腸神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)區(qū)域的分子特征）

因子 6n 的特征在于富含位于肌肉區(qū)域的腸神經(jīng)系統(tǒng) (ENS) 相關(guān)基因。 在排名靠前的基因中敌呈，我們驗(yàn)證了泛素 C 端水解酶 L1 (UCHL1)贸宏，它在神經(jīng)元中特異性表達(dá)。 功能富集分析證實(shí)磕洪，factor_6n 定義了與 ENS 相關(guān)的轉(zhuǎn)錄組譜锚赤。 總之，Visium 數(shù)據(jù)集的分辨率允許識(shí)別已知結(jié)構(gòu)褐鸥，從而提供一個(gè)平臺(tái)來進(jìn)一步研究這些區(qū)域內(nèi)的特定molecular circuitry线脚。

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Molecular landscape of intestinal mucosal healing

接下來，我們?cè)噲D在粘膜愈合過程中在空間上解析結(jié)腸轉(zhuǎn)錄組landscope叫榕。 分析表明浑侥，到 14(d) 天，在葡聚糖硫酸鈉 (DSS) 引起的損傷后晰绎，腸道屏障完整性得以恢復(fù)寓落。 因此，在飲用水中用 DSS 處理野生型 (WT) 小鼠 7 天荞下，然后恢復(fù) 7 天伶选，并取出第 14 天結(jié)腸組織以生成frozen Swiss-rolls以用于 ST。 盡管在生理水平上恢復(fù)（即體重增加）尖昏，DSS 治療后的結(jié)腸組織并沒有完全恢復(fù)穩(wěn)態(tài)仰税，正如其長度減少所證明的那樣(a sign of inflammation)。

在組織學(xué)水平上抽诉，很容易識(shí)別出大的淋巴斑塊以及穿過腸道的肌肉和粘膜層陨簇。 由不知情的病理學(xué)家注釋的蘇木精和伊紅 (H&E) 切片揭示了組織的異質(zhì)性，包括分離的淋巴濾泡 (ILF) 的存在迹淌，以及具有水腫河绽、增生己单、隱窩重復(fù)和正常組織的區(qū)域。 值得注意的是耙饰，遠(yuǎn)端結(jié)腸（Swiss roll)的中心）顯示出明顯的改變纹笼，而近端結(jié)腸（外Swiss roll)）似乎沒有受到影響 。

d14 ST 數(shù)據(jù)集由 3630 個(gè)單獨(dú)的spot組成苟跪，每個(gè)點(diǎn)都有許多獨(dú)特的基因 (nFeature_RNA)允乐，與 d0 組織切片相當(dāng)。 為了首先了解粘膜愈合過程如何在空間上改變結(jié)腸轉(zhuǎn)錄組削咆，使用統(tǒng)一流形近似和投影 (UMAP) 將來自 d0 和 d14 的 ST 數(shù)據(jù)嵌入到 3 維中牍疏。 然后將這 3 個(gè)維度的值重新縮放為一個(gè)單位立方體（范圍為 0 到 1），并用作 CMYK 顏色空間中的通道拨齐，為每個(gè) ST spot生成特定顏色鳞陨。 有趣的是，d0 和 d14 樣本之間的淋巴濾泡（通過 H&E 染色識(shí)別）和近端結(jié)腸區(qū)域顯示出高度相似性（即相同顏色）瞻惋，表明這些結(jié)構(gòu)在隨后的粘膜愈合過程中受到的轉(zhuǎn)錄影響較小 腸道損傷厦滤。 反之亦然，與組織病理學(xué)評(píng)分一致歼狼，d14 結(jié)腸的遠(yuǎn)端部分是受影響最嚴(yán)重的區(qū)域掏导。

為了可視化結(jié)腸組織如何在不同區(qū)域轉(zhuǎn)錄組織，我們使用harmony整合了來自 d0 和 d14 的數(shù)據(jù)并進(jìn)行了聚類分析（這是空間數(shù)據(jù)進(jìn)行的harmony分析）羽峰。分析注釋了 17 個(gè)不同的cluster趟咆，這些cluster通過使用 UMAP 在二維中嵌入數(shù)據(jù)來進(jìn)行可視化。每個(gè)cluster差異上調(diào)的基因總結(jié)在一個(gè)熱圖中梅屉，顯示了每個(gè)cluster中最保守的基因值纱。每個(gè)cluster定義了組織的不同空間區(qū)域。例如，cluster 12 指定為 ENS，在粘膜下層具有分散的表達(dá)贷痪，而cluster 0 在空間上映射到近端結(jié)腸。有趣的是疆偿，在粘膜愈合期間（第 14 天），定義cluster 0 的基因向中結(jié)腸擴(kuò)展搓幌。在這些基因中杆故，Muc2 和 Reg3b 表現(xiàn)出向中結(jié)腸的擴(kuò)展表達(dá)，在建立屏障完整性方面起著關(guān)鍵作用鼻种。使用 qPCR反番，驗(yàn)證了在粘膜愈合過程中 Reg3b 的擴(kuò)展表達(dá)〔嬖浚總體而言罢缸，聚類分析表明，盡管存在保守的轉(zhuǎn)錄結(jié)腸區(qū)域化投队，但組織愈合過程是不同分子特征出現(xiàn)的基礎(chǔ)枫疆，并改變了特定基因表達(dá)的分布。

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Non-negative matrix factorization analysis revealed a previously unappreciated transcriptomic regionalization during mucosal healing（非負(fù)矩陣分解分析揭示了粘膜愈合過程中以前未被重視的轉(zhuǎn)錄組學(xué)區(qū)域化 ）

盡管大部分組織是由在兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)上同樣代表的cluster定義的敷鸦，但一些cluster在組織愈合過程中顯示出部分或劇烈的富集息楔。在第 14 天，第 3 組（位于 LP 和肌層界面的遠(yuǎn)端結(jié)腸中）扒披、第 11 和 16 組（位于第 14 天遠(yuǎn)端結(jié)腸的受損區(qū)域）和第 13 組（標(biāo)記淋巴濾泡）顯著富集值依。為了可視化粘膜愈合過程如何改變結(jié)腸的轉(zhuǎn)錄組landscope，使用 NNMF 將 d0 和 d14 數(shù)據(jù)集聯(lián)合反卷積為 20 個(gè)因素碟案。其中愿险，8 個(gè)因子由在粘膜愈合期間（第 14 天）的特定區(qū)域表達(dá)的基因定義，但不是在第 0 天价说。在近端結(jié)腸中辆亏，因子 1 的特征在于參與膽汁酸和脂肪酸代謝的基因（例如 Cyp2c55，一種參與 19-羥基二十碳四烯酸代謝的酶）鳖目。相比之下扮叨，位于遠(yuǎn)端結(jié)腸的因子以參與炎癥過程（例如 Duoxa2 和 Il18）和組織重塑（例如 Col1a1 和 Col1a2）等的基因?yàn)樘卣鳌Ｓ捎谒鼈冊(cè)谡衬び线^程中非常接近且顯著富集领迈，重點(diǎn)關(guān)注因子 5彻磁、7、14 和 20狸捅。因子 5 描繪了一個(gè)水腫區(qū)域兵迅，其組織學(xué)特征為炎癥，位于嚴(yán)重受損的上皮層下方薪贫，具有完整的加密體系結(jié)構(gòu)的丟失（i.e.因子 14）恍箭。通路分析顯示因子 5 與涉及解剖結(jié)構(gòu)發(fā)育、細(xì)胞粘附和細(xì)胞外基質(zhì) (ECM) 組織的過程相關(guān)瞧省。在定義該因素的頂級(jí)基因中扯夭，發(fā)現(xiàn)了 Igfbp5 和 Igfbp4，以及膠原蛋白 Col1a1 和 Col1a2鞍匾。相比之下交洗，因子 14 的特征在于參與應(yīng)激反應(yīng)（例如 Duoxa2 和 Aldh1a3）和白細(xì)胞浸潤（例如 Ly6a ansd Cxcl5）的基因表達(dá)，這表明對(duì)屏障破壞和組織損傷的急性反應(yīng)橡淑。

在結(jié)腸組織的末端构拳，肛門將帶有單層上皮（直腸）的粘膜組織與分層的鱗狀上皮（皮膚）分開。 由結(jié)腸炎癥引起的穩(wěn)態(tài)破壞會(huì)產(chǎn)生一個(gè)上皮不穩(wěn)定區(qū)域，其中皮膚和結(jié)腸上皮之間的界面出現(xiàn)異質(zhì)組織（即擴(kuò)大的多層隱窩狀結(jié)構(gòu)置森，具有鱗狀但未角化的外觀）斗埂。 因子 7 以幾種角蛋白（例如 Krt13、Krt5凫海、Krt14 和 Krt6a）的表達(dá)和涉及角化細(xì)胞分化和傷口愈合的途徑為特征呛凶，描繪了該區(qū)域。

最后行贪，因子 20 主要定義了發(fā)生增生和隱窩分枝的遠(yuǎn)端上皮漾稀，這表明上皮修復(fù)。 基因本體論表明建瘫，該因子與器官發(fā)生（例如 Hoxb13）和對(duì)有機(jī)底物（例如 Cyp2c68）的反應(yīng)有關(guān)崭捍。 總體而言，DSS 誘導(dǎo)的損傷導(dǎo)致小鼠結(jié)腸內(nèi)不同組織病理學(xué)過程的各種共同發(fā)生啰脚。 此外殷蛇，分析揭示了以前未被重視的組織修復(fù)的異質(zhì)轉(zhuǎn)錄和區(qū)域landscope。

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Predictive algorithms revealed coordinated signaling pathways depending on location（預(yù)測(cè)算法揭示了取決于位置的協(xié)調(diào)信號(hào)通路）

通過使用 PROGENy query是否可以通過空間組織的轉(zhuǎn)錄譜推斷不同的信號(hào)通路拣播。與其他基因集富集工具（如 KEGG）不同晾咪，PROGENy 通過查看信號(hào)通路中下游基因的表達(dá)變化來估計(jì)信號(hào)通路活性，從而提供對(duì)通路活性的更準(zhǔn)確估計(jì)（也就是進(jìn)行更好的富集分析）贮配。在 PROGENy 中注釋的 14 條通路（即 Wnt谍倦、VEGF、Trail泪勒、TNFa昼蛀、TGFb、PI3K圆存、p53叼旋、NFkB、MAPK沦辙、JAK/STAT夫植、Hypoxia、雌激素油讯、雄激素和 EGFR）中的每條通路的評(píng)分被估計(jì)為每個(gè) ST 點(diǎn)d0 和 d14 slides详民。首先，計(jì)算了一個(gè)相關(guān)矩陣陌兑，以了解 NNMF 識(shí)別的空間組織轉(zhuǎn)錄程序如何可以通過信號(hào)通路活動(dòng)來解釋沈跨。分析觀察到兩個(gè)主要組，其中兔综，第 2 組通路（雄激素饿凛、JAK-STAT狞玛、NFkB、TNFa涧窒、p53心肪、缺氧和 Trail）是對(duì)損傷的炎癥/急性反應(yīng)的特征，與包括受損遠(yuǎn)端上皮的因素有關(guān)（例如因子 7杀狡、10蒙畴、14贰镣、20）和近端上皮（因子 11呜象、19）。相比之下碑隆，第 1 組通路（TGFb恭陡、Wnt、PI3K上煤、雌激素和 EGFR）通常調(diào)節(jié)促再生/組織重塑過程休玩，與定義受損上皮下方組織的因素（例如因子 5 和 17）、肌肉層相關(guān)（因子 2劫狠、6 和 12）和淋巴濾泡（因子 9）拴疤。此外，MAPK 和 VEGF 通路與相似的因素相關(guān)独泞，正如預(yù)期的那樣呐矾，MAPK 和 VEGF 通路活性的空間模式具有可比性。值得注意的是懦砂，在穩(wěn)態(tài)條件 (d0) 下蜒犯，MAPK 和 VEGF 通路沿中遠(yuǎn)側(cè)結(jié)腸均勻活躍，而在粘膜愈合期間荞膘，它們?cè)谑軗p/再生區(qū)域內(nèi)的激活更高罚随。

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Shared and complementary pathway activities during mucosal healing

某些因子（例如因子 10 和 14）之間可比較的 TNFa、NFkB 和 JAK-STAT 通路激活評(píng)分表明這些炎癥通路之間存在相互關(guān)聯(lián)羽资。 為了測(cè)試這種可能性淘菩，進(jìn)一步分析了這些途徑的空間格局。 特別是屠升，無論分析的時(shí)間點(diǎn)如何潮改，結(jié)腸內(nèi) TNFa 和 NFkB 通路的活性幾乎相同。 在與損傷和 ILF 相關(guān)的區(qū)域中弥激，較高的 TNFa 和 NFkB 活性appreciated进陡。 值得注意的是，在沒有損傷/炎癥 (d0) 的情況下微服，TNFa 和 NFkB 的空間分布顯示活動(dòng)僅限于 ILF 管腔邊緣 (d0)趾疚，這與之前表明 TNF 驅(qū)動(dòng) ILF 器官發(fā)生的研究一致缨历。ILF 是否在何處形成 亞臨床局部損傷是否發(fā)生，或者它們的存在是否允許與外部環(huán)境的動(dòng)態(tài)交換糙麦，導(dǎo)致亞臨床炎癥辛孵，仍有待探索。
相比之下赡磅，JAK-STAT 通路激活顯示與 TNF 和 NFkB 共同發(fā)生魄缚，主要發(fā)生在受損區(qū)域（因子 14），但不在 ILF 中焚廊。 這些結(jié)果表明冶匹，雖然所有三種途徑都可能在受損組織中發(fā)揮作用，但 TNFa 和 NFkB咆瘟，而不是 JAK-STAT嚼隘，參與了 ILF 的形成/功能。 與這些途徑不同袒餐，雄激素和雌激素途徑顯示出相互排斥的活動(dòng)模式飞蛹。 在受傷的上皮區(qū)域觀察到較高的雄激素途徑活性，而較高的雌激素活性與肌肉層相關(guān)灸眼，表明這些途徑在粘膜愈合過程中相互負(fù)向調(diào)節(jié)卧檐。

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Low p53 pathway activity is associated with proliferating crypts

p53 通路的激活在近端 - 遠(yuǎn)端軸上均勻分布，但與 LP 和肌肉層相比焰宣，它在管腔側(cè)顯示出更多的活性霉囚。有趣的是，p53 活性在受損區(qū)域較低宛徊。 p53 的激活觸發(fā)細(xì)胞周期停滯佛嬉、衰老和細(xì)胞凋亡 31，這表明 p53 活性降低的斑點(diǎn)可能在受損區(qū)域內(nèi)的增殖細(xì)胞中富集闸天。為了測(cè)試這種可能性暖呕，在 H&E 圖像上過度添加了較低的 p53 活性spot，并顯示出與隱窩底部的共定位苞氮。為了研究增殖干細(xì)胞特征是否與低 p53 活性點(diǎn)共定位湾揽，利用了來自 d14 結(jié)腸的腸上皮細(xì)胞的單細(xì)胞 RNA 測(cè)序 (scRNAseq) 數(shù)據(jù)集，并確定了增殖干細(xì)胞群笼吟。我們將干細(xì)胞核心特征映射到 d14 結(jié)腸 ST 數(shù)據(jù)集库物，并將干細(xì)胞核心中得分高的點(diǎn)疊加到 H&E 部分。與我們的假設(shè)一致贷帮，含有高分的斑點(diǎn)與低 p53 活性一致戚揭。 Pearson 相關(guān)分析證實(shí)，具有高干細(xì)胞評(píng)分的 ST 點(diǎn)與 p53 活性呈負(fù)相關(guān)撵枢。因此民晒，分析的數(shù)據(jù)表明低 p53 活性允許在粘膜愈合過程中識(shí)別增殖的隱窩精居。總之潜必，我們?cè)诳臻g上定位了 PROGENy 預(yù)測(cè)的臨床相關(guān)通路靴姿，并表明這些通路在粘膜愈合過程中高度協(xié)調(diào)。

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Integration of human datasets with mouse spatial transcriptomic（這個(gè)有點(diǎn)意思磁滚，跨物種的單細(xì)胞空間聯(lián)合分析）

為了探究小鼠結(jié)腸 ST 的轉(zhuǎn)化潛力佛吓，分析調(diào)查了人類數(shù)據(jù)集是否可以整合到小鼠 ST 數(shù)據(jù)中。為此垂攘，利用人類發(fā)育中的腸道數(shù)據(jù)集维雇，將 31 個(gè)不同的上皮細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞映射到我們的 ST 數(shù)據(jù)集上。觀察到人類細(xì)胞類型和不同的鼠 ST 因子之間的相關(guān)性搜贤，表明人類細(xì)胞特征在小鼠結(jié)腸內(nèi)的特定定位谆沃。有趣的是钝凶，人類近端腸細(xì)胞的特征與因子 1 高度相關(guān)仪芒，因子 1 定義了小鼠的最近端上皮。人類遠(yuǎn)端腸上皮細(xì)胞和吸收細(xì)胞與因子 3 和 10 高度相關(guān)耕陷，這些因子定義了小鼠最遠(yuǎn)端的上皮掂名。這些結(jié)果表明，定義近端和遠(yuǎn)端上皮細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組學(xué)特征在小鼠和人類之間是保守的哟沫。另一方面饺蔑，以趨化因子 CCL21 和 CXCL13 表達(dá)為特征的兩種人類基質(zhì)細(xì)胞與因子 9 獨(dú)特且強(qiáng)烈相關(guān)，定義淋巴濾泡嗜诀，這與這些趨化因子在 ILF 發(fā)育中的眾所周知的作用一致 猾警。有趣的是，這些基質(zhì)細(xì)胞在小鼠 ILF 中以互補(bǔ)模式映射隆敢，表明這些細(xì)胞的協(xié)同作用可能決定了毛囊內(nèi)免疫細(xì)胞的募集/定位发皿。 接下來，分析了與 S1（基質(zhì) 1拂蝎，成纖維細(xì)胞標(biāo)記人體粘膜下結(jié)構(gòu)細(xì)胞的大部分）穴墅、S1-COL6A5 和 S1-IFIT3 人類細(xì)胞（S1 的兩個(gè)亞型）相關(guān)的損傷/再生區(qū)域（因子 5 和 14）和映射為互補(bǔ)的分布模式。
然后温自，將分析擴(kuò)展到粘膜愈合期間的其他細(xì)胞類型玄货。有趣的是，在粘膜愈合期間悼泌，免疫細(xì)胞松捉、間皮、內(nèi)皮和成纖維細(xì)胞特征在特定區(qū)域內(nèi)在空間上富集馆里。特別是隘世，成纖維細(xì)胞在因子 5（重塑）中占主導(dǎo)地位掉盅，而在因子 9（淋巴濾泡）中的免疫細(xì)胞中占主導(dǎo)地位，而內(nèi)皮細(xì)胞和間皮細(xì)胞在因子 7（角化）中共定位以舒。在 10 種不同的免疫細(xì)胞類型中趾痘，有 32 種，單核細(xì)胞和 SPP1+ 巨噬細(xì)胞分別富含因子 14（危險(xiǎn)反應(yīng)）和因子 5（組織重塑）蔓钟，這與它們?cè)趯?duì)損傷和基質(zhì)沉積/傷口愈合的急性反應(yīng)中的已知作用一致永票。相反，淋巴細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞富含因子 9（淋巴濾泡）滥沫。進(jìn)一步的分析顯示了這些免疫細(xì)胞如何在 ILF 內(nèi)異質(zhì)分布侣集。These results provide a proof-of-concept and support the notion that principles of spatial distribution within the colonic tissue appear to be conserved between species and highlight murine ST as a valuable platform for exploring and translating findings on distribution patterns of cells/genes within a tissue。

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Mapping transcriptomic datasets onto ST to inform medical practice

為了建立一個(gè)框架兰绣，將現(xiàn)有知識(shí)與 ST 數(shù)據(jù)集相結(jié)合世分，我們利用了在 DSS 誘導(dǎo)的結(jié)腸炎模型 10 中急性上皮損傷和恢復(fù)階段收集的結(jié)腸組織的縱向 RNAseq 數(shù)據(jù)集。在這項(xiàng)研究中缀辩，我們確定了顯示特征表達(dá)模式的基因sets（稱為模塊）臭埋，其中一些基因是：a）在損傷時(shí)下調(diào)（模塊 2、8臀玄、7）瓢阴，b）在急性/炎癥期上調(diào)（模塊 1， 3健无、4荣恐、9) 和 c) 在 DSS 結(jié)腸炎的恢復(fù)階段上調(diào)（模塊 5、6）累贤。 為了確定不同的時(shí)間調(diào)節(jié)過程（即模塊）是否在組織的特定區(qū)域富集叠穆，我們計(jì)算了模塊的基因特征與 ST 因子之間的相關(guān)矩陣。 在模塊 (m)1 和 m6 中發(fā)現(xiàn)了更高的基因富集臼膏，分別以在炎癥和恢復(fù)階段誘導(dǎo)的基因?yàn)樘卣?/strong>硼被。在因子 9 和 m1 之間共享的基因中，Ptprc讶请、Cd72 和 Lyz2 編碼免疫細(xì)胞表達(dá)的蛋白質(zhì)祷嘶，并主要定位于 d14 中的淋巴濾泡和受損區(qū)域（圖 7Bi）。 相比之下夺溢，約 60% 的頂級(jí)驅(qū)動(dòng)基因定義因子 15（即 ENS）與 m6 共享论巍，它們的表達(dá)分布在神經(jīng)元體所在的粘膜下層/肌層中。 m1 和 m2 的 GO 富集分析也證實(shí)最主要的通路與炎癥反應(yīng)和化學(xué)突觸傳遞有關(guān)风响。 分別持續(xù)的炎癥和再生特征嘉汰。 因此，縱向和 ST 數(shù)據(jù)的整合可以成為揭示與疾病相關(guān)的時(shí)間和空間生物過程的有力工具状勤。

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Spatial distribution of genes defining UC1 and UC2 profiles

然后鞋怀，試圖調(diào)查是否可以將臨床相關(guān)的患者基因特征映射到小鼠 ST 數(shù)據(jù)集上双泪。為此，我們使用了最近識(shí)別潰瘍性結(jié)腸炎 (UC) 患者亞組的基因特征：UC1 和 UC2密似。這種分子分類具有臨床相關(guān)性焙矛，因?yàn)?UC1 相關(guān)轉(zhuǎn)錄組特征與對(duì)生物治療的不良反應(yīng)相關(guān)，并且富含基因參與中性粒細(xì)胞活動(dòng)残腌。相比之下村斟，大約 70% 的 UC2 患者對(duì)抗 TNF 抗體產(chǎn)生了臨床反應(yīng)。此外抛猫，Smillie 等人蟆盹，34 表明炎性成纖維細(xì)胞和單核細(xì)胞主要驅(qū)動(dòng)抗 TNF 抗性，UC1 患者結(jié)腸組織中上調(diào)的許多基因被這些細(xì)胞類型高度表達(dá)闺金。為了進(jìn)一步了解 UC1 和 UC2 患者之間差異表達(dá)基因的空間分布逾滥，我們將 UC1 和 UC2 患者中上調(diào)的所有基因映射到結(jié)腸 ST。雖然定義 UC2 患者的基因在結(jié)腸中均勻表達(dá)（第 0 天和第 14 天）败匹，但定義 UC1 的基因主要位于第 14 天的損傷/修復(fù)區(qū)域內(nèi)寨昙。進(jìn)一步研究表明，UC1 患者的所有主要功能類別均上調(diào)哎壳，包括膠原合成（Col12a1毅待、Col4a1、Col4a2归榕、Col7a1）、ECM 分解（Mmp3）吱涉、Wnt 信號(hào)通路（Wnt5a）刹泄、細(xì)胞因子信號(hào)（Il11、Il1b怎爵、Il33特石、 Il1r2、Il1rn鳖链、Tnfrsf11b姆蘸、Csf2rb、Csf3r芙委、Socs3逞敷、Trem1、Cxcr2）和先天免疫（S100a9灌侣、S100a8推捐、C5ar1、Sell侧啼、S100a4）也在組織損傷區(qū)域上調(diào)牛柒】安荆總之，這些結(jié)果表明皮壁，與 UC2 患者相比椭更，UC1 患者可能具有更高的組織損傷和潰瘍。

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Defining the topography of IBD risk genes

經(jīng)歷損傷/修復(fù)的結(jié)腸的空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)提供了全面定位 IBD 相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)基因的機(jī)會(huì)蛾魄。因此甜孤，我們?cè)?d0 和 d14 結(jié)腸組織的 ST 譜上詢問了各種人類 IBD 風(fēng)險(xiǎn)基因的表達(dá)模式。在 122 個(gè)被query的基因中畏腕，95 個(gè) IBD 風(fēng)險(xiǎn)基因是根據(jù)它們的小鼠直系同源基因的存在和它們?cè)?ST 數(shù)據(jù)集中可檢測(cè)的表達(dá)而被選擇出來的缴川。為了確定這些變體的空間表達(dá)是否定義了組織內(nèi)的地形模式，我們計(jì)算了一個(gè)相關(guān)矩陣描馅。聚類分析產(chǎn)生了三個(gè)主要的共表達(dá)聚類把夸，聚類 3 具有基因之間最高的空間表達(dá)相關(guān)性。該cluster內(nèi)基因的功能注釋揭示了與免疫細(xì)胞募集（例如 Itgal铭污、Icam1恋日、Itga4）、激活（例如 Cd6嘹狞、Plcg2岂膳、Ncf4、Il10ra）和抗原呈遞（例如 Tap1磅网、Tap2谈截、Psmb8）相關(guān)的通路的富集。為了了解屬于第 3 類的基因的空間分布涧偷，我們使用 ModuleScore 將它們映射到結(jié)腸組織簸喂，這是一種 Seurat 函數(shù)，可將 ST 數(shù)據(jù)集中的分?jǐn)?shù)分配給一組預(yù)定義的基因（即第 3 類基因）燎潮。與cluster 3 基因的功能注釋一致喻鳄，在 d0 和 d14 觀察到淋巴濾泡區(qū)域的富集。為了了解哪些 ST 因子富含 IBD 風(fēng)險(xiǎn)基因确封，我們進(jìn)行了基因集富集分析 (GSEA) 并計(jì)算了 NNMF 數(shù)據(jù)集中 IBD 風(fēng)險(xiǎn)變異的過度表達(dá)分?jǐn)?shù)除呵。該分析表明，定義組織內(nèi)淋巴濾泡的因子 9 是唯一顯著富集 IBD 風(fēng)險(xiǎn)基因的因子爪喘⊙赵總而言之，該分析揭示了人類 IBD 風(fēng)險(xiǎn)基因子集的表達(dá)在空間上同時(shí)發(fā)生在小鼠結(jié)腸內(nèi)腥放。它們的特定表達(dá)模式表明泛啸，在為表現(xiàn)出異常免疫激活的 IBD 患者制定治療策略時(shí)，結(jié)腸組織淋巴濾泡可能定義了潛在的目標(biāo)區(qū)域。

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Discussion

作者和其他人已經(jīng)深入描述了結(jié)腸和小腸粘膜愈合過程中的轉(zhuǎn)錄組學(xué)特征候址。 然而吕粹，這些研究缺乏描述基因表達(dá)位置的空間分辨率。 在這里岗仑，在空間上放置了可能在驅(qū)動(dòng)組織對(duì)損傷的反應(yīng)中起關(guān)鍵作用的細(xì)胞群和通路匹耕。 目前的研究揭示了在穩(wěn)態(tài)條件下存在的空間轉(zhuǎn)錄組模式，這些模式是對(duì)損傷做出的反應(yīng)荠雕； 這些空間轉(zhuǎn)錄組模式以獨(dú)特的轉(zhuǎn)錄特征為特征稳其，并與不同的組織學(xué)過程相吻合。 此外炸卑，分析了不同生物過程的區(qū)域分布既鞠，例如對(duì)損傷的急性反應(yīng)或再生反應(yīng)。 最后盖文，我們通過人類組織和轉(zhuǎn)錄組學(xué)數(shù)據(jù)中基因特征的保守空間定位以及測(cè)試臨床相關(guān)基因的分布證明了該數(shù)據(jù)集的臨床相關(guān)性嘱蛋。
最近的一項(xiàng)研究描述了人類腸道發(fā)育過程中的轉(zhuǎn)錄組學(xué)景觀。在這里五续，我們通過利用符合制造商提供的 6.5 mm2 面積限制的鼠結(jié)腸瑞士卷來進(jìn)一步研究這些結(jié)果洒敏，以執(zhí)行空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)。這種方法使我們能夠在同一張幻燈片中可視化整個(gè)結(jié)腸的轉(zhuǎn)錄組景觀疙驾，包括最近端和遠(yuǎn)端部分凶伙。結(jié)合生物信息學(xué)工具（NNFM 分析），我們發(fā)現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)條件下結(jié)腸組織的先前未被重視的分子區(qū)域化它碎。該分析允許根據(jù)其近端至遠(yuǎn)端結(jié)腸定位來識(shí)別不同的上皮函荣、LP 和肌層/黏膜下層遺傳程序。重要的是链韭，當(dāng)將人類細(xì)胞映射到我們的 ST 數(shù)據(jù)集時(shí)偏竟，我們觀察到定義近端和遠(yuǎn)端位置的轉(zhuǎn)錄組特征的保守性，這表明我們新描述的分子分割在哺乳動(dòng)物中是保守的敞峭。
使用整個(gè)小鼠結(jié)腸，我們提供了對(duì)以前未被重視的組織修復(fù)過程劃分的詳細(xì)分析蝉仇。與之前的報(bào)告一致旋讹，我們對(duì)粘膜愈合過程中轉(zhuǎn)錄組景觀的公正分析表明，雖然遠(yuǎn)端結(jié)腸發(fā)生了顯著的轉(zhuǎn)錄組變化轿衔，但近端結(jié)腸幾乎與穩(wěn)定狀態(tài)相當(dāng)沉迹。可以提出兩種可能的情況：a) 損傷程度是同質(zhì)的害驹，與遠(yuǎn)端結(jié)腸相比鞭呕，近端結(jié)腸愈合得更快；或 b) 與遠(yuǎn)端結(jié)腸相比宛官，近端結(jié)腸受到更多保護(hù)葫松。遠(yuǎn)端而非近端結(jié)腸的顯著變化與在 UC 患者中觀察到的表型一致瓦糕，其中炎癥的焦點(diǎn)從直腸向近端延伸。此外腋么，發(fā)現(xiàn)基因和/或通路咕娄，如 JAK-STAT 和 TNFa 通路或表征 UC1 患者的基因/通路，在遠(yuǎn)端結(jié)腸中占主導(dǎo)地位珊擂，表明 DSS 誘導(dǎo)的結(jié)腸炎是 UC1 的臨床相關(guān)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?遠(yuǎn)端結(jié)腸中更高水平的損傷/組織修復(fù)是否取決于微生物群圣勒、宿主對(duì)微環(huán)境的反應(yīng)，或者只是不同的動(dòng)力學(xué)摧扇，仍有待解決圣贸。
在穩(wěn)態(tài)條件下，我們確定了與淋巴結(jié)構(gòu)相關(guān)的分子特征扛稽。與在小鼠小腸中肉眼可見的 Peyer 斑塊 (PP) 不同吁峻，CP 和 ILF 不能與結(jié)腸組織的其余部分分開進(jìn)行解剖和分析，以進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組學(xué)讀數(shù)庇绽。例如锡搜，在與穩(wěn)定狀態(tài)下覆蓋淋巴簇的上皮層相對(duì)應(yīng)的面向管腔的區(qū)域中檢測(cè)到 NFkB 和 TNFa 通路活性的富集。由于這些途徑通常與免疫激活/炎癥反應(yīng)相關(guān)瞧掺，因此這些數(shù)據(jù)表明 ILF 相關(guān)上皮正在發(fā)生炎癥耕餐。此外，發(fā)現(xiàn)單獨(dú)的凝聚素 (Clu) 的表達(dá)具有高度特異性且足以定義分離的淋巴濾泡 (ILF)辟狈。先前的研究報(bào)告了 Clu 在濾泡樹突細(xì)胞 (FDC) 中的表達(dá)肠缔，以及 Peyer 斑塊中的 M 細(xì)胞。雖然 FDC 中的 Clu 表達(dá)可作為卵泡中生發(fā)中心 B 細(xì)胞的促存活因子哼转，但 Clu 在 M 細(xì)胞中的作用尚不清楚明未。有趣的是，最近的一項(xiàng)研究將 Clu 確定為腸干細(xì)胞 (ISC) 的標(biāo)志物壹蔓，稱為復(fù)蘇干細(xì)胞趟妥，很少在穩(wěn)定狀態(tài)下發(fā)現(xiàn)，但主要存在于損傷后的再生腸中佣蓉。 Clu 在 ILF 和濾泡相關(guān)上皮細(xì)胞中的表達(dá)是否在結(jié)腸感染和再生過程中具有任何影響需要進(jìn)一步研究披摄。

除了組織修復(fù)過程中轉(zhuǎn)錄組改變的近端-遠(yuǎn)端差異外，我們的 NNMF 分析顯示遠(yuǎn)端結(jié)腸本身存在高度的區(qū)室化勇凭。至少有 5 個(gè)因素描繪了遠(yuǎn)端結(jié)腸中對(duì)組織損傷有不同生物學(xué)反應(yīng)的地形和轉(zhuǎn)錄不同區(qū)域疚膊。這種異質(zhì)性很可能是不同愈合程序的結(jié)果，例如皮膚樣再上皮化（因子 7）虾标、急性損傷（因子 14）和組織再生（因子 20）寓盗。支持這一觀點(diǎn)，將我們的 RNAseq 動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)集整合到 ST 圖顯示遠(yuǎn)端結(jié)腸的某些區(qū)域在轉(zhuǎn)錄上更接近 DSS 結(jié)腸炎急性期（即 d6 到 d8）的樣本。愈合過程的異步性質(zhì)可能與不同程度地暴露于外部環(huán)境和組織的精細(xì)結(jié)構(gòu)有關(guān)傀蚌。同樣基显，在人類 IBD 中，“炎癥反應(yīng)的斑塊狀”是克羅恩病的一個(gè)眾所周知的特征喳张。在 UC 中续镇，傳統(tǒng)上認(rèn)為炎癥隨著遠(yuǎn)端結(jié)腸的強(qiáng)度增加而持續(xù)，但縱向取樣顯示宏觀和微觀炎癥斑塊狀發(fā)作销部。因此摸航，我們的數(shù)據(jù)集提供了一種寶貴的資源來詢問組織愈合的不同時(shí)間和生物過程背后的轉(zhuǎn)錄程序。

PROGENy 可以預(yù)測(cè)結(jié)腸特定區(qū)域中激活的通路舅桩。 作者的分析揭示了通路活性（例如 TNFa 和 NFkB）之間的強(qiáng)相關(guān)性酱虎，表明一種通路可能完全依賴于另一種通路。 還發(fā)現(xiàn)損傷區(qū)域的特征是在穩(wěn)態(tài)條件下在 ILF 邊緣也增加了幾個(gè)通路擂涛，這表明淋巴濾泡的形成導(dǎo)致?lián)p傷相關(guān)通路的誘導(dǎo)读串。 最后，降低 p53 活性代表了識(shí)別與損傷相關(guān)的增殖隱窩的好策略撒妈。 這些數(shù)據(jù)表明恢暖，在同一區(qū)域內(nèi)，腸隱窩對(duì)損傷的反應(yīng)是異質(zhì)的狰右。

生活很好杰捂，有你更好