文獻(xiàn)學(xué)習(xí)010--[sc]重癥新冠患者外周血抗原呈遞細(xì)胞單細(xì)胞測(cè)序揭示多種抗病毒免疫過(guò)程缺陷

文章代碼見(jiàn):https://github.com/MelissaSaichi/Covid_scRNAseq.

主要發(fā)現(xiàn):
1. plasmacytoid DCs促凋亡通路上調(diào)
2. pDCs和CLEC9a+DC分別有TLR9和DHX36的下調(diào)
3. 單核細(xì)胞亞群出現(xiàn)抗病毒的ISGs的下調(diào)
4. cDC1c+ DCs出現(xiàn)MHCII相關(guān)基因和MHC反式激活因子活性的下調(diào)抱慌,提示病毒抑制抗原呈遞恒傻。

一. 所有樣本整體情況分析

1. COVID-19患者的抗原呈遞細(xì)胞(APC)亞群分布

該研究送了兩批樣本疼进,第一批做discovery set利职,第二批做validation set畸颅。一共得到了81,643個(gè)APC母赵,探索數(shù)據(jù)有42,784個(gè)栅螟,驗(yàn)證數(shù)據(jù)有38,859個(gè)庄撮。Fig1展示的是探索數(shù)據(jù)的42,784個(gè)細(xì)胞,分為6個(gè)亞群戳粒。

注釋marker:
Mono marker:CD14FCGR3A
DCmarker:CD1CCLEC9A
CD14+單核細(xì)胞:CD14
CD16+單核細(xì)胞:FCGR3A
CD1c+ DCs:CD1c
CLEC9a+ DCs:CLEC9a
pDCs:TCF4, CLEC4C, IRF7, IRF8, LILRA4, IL3RA, TLR9, SPIB
AS-DCs:表達(dá)AXL和pDCs區(qū)分開(kāi)

各型DC介紹:http://www.reibang.com/p/a4acc7b618c0

2. APCs Inflammation-related pathways are hallmarks of COVID-19 APCs.

對(duì)三個(gè)不同分組的所有APC進(jìn)行差異分析(Fig a, b, e)和富集分析(Fig c, d)路狮。
差異分析計(jì)算的是該組和剩下兩組的基因表達(dá)差異,比如Healthy組上調(diào)的基因是Healthy的APC和Moderate, Severe兩組的APC相比的上調(diào)基因蔚约。圖a展示了三組上調(diào)和下調(diào)的差異基因數(shù)奄妨,圖b展示了Severe組和Healthy, Moderate兩組相比top50的DEG。其中包括了促炎因子 (IL1B, CXCR4), 表面marker(CD36, CD83, AREG, ITGAM),酶 (CTSD, CTSB) and 分泌分子 (RETN, EREG, ANXA2)苹祟。
圖c富集分析的結(jié)果所用的基因是moderate vs healthy和severe vs healthy砸抛。moderate患者高表達(dá)基因富集到了IFN-γ 和 IFN-α 反應(yīng)通路评雌,severe患者高表達(dá)基因富集到hypoxia 和 TNF-α 信號(hào)通路。圖d是moderate vs severe的差異基因的通路富集結(jié)果直焙。IFN-γ 和 TNF-α 信號(hào)通路可以被用于區(qū)分moderate和severe APCs景东。
圖e畫(huà)了moderate vs severe上下調(diào)基因根據(jù)log(FC)排序的線圖

這里的富集結(jié)果也是HALLMARK基因集做的╮(╯ ╰)╭ ,這個(gè)geneset一共也就50個(gè)pathway奔誓,就這樣給不同的病找了代表性pathway耐薯,對(duì)這種結(jié)果表示懷疑

3. Defective IFN responses in COVID-19 APCs.

a:既往研究顯示,新冠患者出現(xiàn)外周血細(xì)胞因子的升高丝里。和HC相比,患者外周血APC細(xì)胞表達(dá)IL1B, CXCL2, CXCL8 和 CCL3 增加体谒,表達(dá)IL18下降杯聚。TGFB10在severe下調(diào),在moderate沒(méi)變化抒痒。IL6沒(méi)有檢測(cè)到幌绍。
b:盡管大多數(shù)細(xì)胞因子表達(dá)量低,富集分析卻富集到了細(xì)胞因子信號(hào)通路相關(guān)的pathway故响。moderate和severe都富集到了IL6_JAK_STAT3’, ‘TGF-β’, ‘P53’, ‘TNFa_ SIGNALLING_VIA_NFKB’ and ‘KRAS_SIGNALLING’傀广。

c:IFN家族是機(jī)體固有免疫和適用性免疫抗病毒反應(yīng)最重要的機(jī)制之一。這里用scaled的熱圖展示了一些IFN相關(guān)基因在三組之間的表達(dá)(基因是挑的)彩届。結(jié)果顯示重癥患者的APC的IFN相關(guān)基因表達(dá)水平較低伪冰,提示重癥患者可能存在IFN相關(guān)信號(hào)通路的缺陷。
d和e:為了證實(shí)c的結(jié)論樟蠕,用氣泡圖和小提琴圖查看了一些抗病毒ISG和IFN信號(hào)通路的regulators在三組間的表達(dá)贮聂,發(fā)現(xiàn)這些基因的表達(dá)在moderate患者表達(dá)增高,在重癥患者表達(dá)較低寨辩,與c圖結(jié)論相一致吓懈。

圖c, d和e展示的基因都是作者挑的,前面fig2已經(jīng)有說(shuō)了moderate患者高表達(dá)基因富集到了IFN-γ 和 IFN-α 反應(yīng)通路靡狞,severe患者高表達(dá)基因富集到hypoxia 和 TNF-α 信號(hào)通路耻警,那跟moderate患者相比,severe患者IFN相關(guān)的基因表達(dá)肯定低啊甸怕,出現(xiàn)fig3展示結(jié)果和結(jié)論不是很正常嗎甘穿?感覺(jué)沒(méi)什么意義

二. 每個(gè)細(xì)胞亞群的分析

前面Fig1對(duì)細(xì)胞進(jìn)行了注釋?zhuān)現(xiàn)ig2和3查看了所有APC在HC,moderate和severe組中的變化梢杭,后面Fig4-7分別對(duì)pDC扒磁,單核,CLEC9A+ DCs和AS-DCs式曲,CD1C+DCs這四類(lèi)APC進(jìn)行了分析妨托,做的分析也都非常的常規(guī)缸榛,就是看看差異基因和富集通路,再選一些覺(jué)得有意義的基因看看表達(dá)差異兰伤。四個(gè)Fig分別得出了一開(kāi)始寫(xiě)的那四條結(jié)論内颗。
不過(guò)這里用到了之前沒(méi)見(jiàn)過(guò)的轉(zhuǎn)錄因子活性預(yù)測(cè)工具,具體用法見(jiàn)DoRothEA:scRNAseq轉(zhuǎn)錄因子活性預(yù)測(cè)工具

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