

作者對(duì)三個(gè)孕19-22周健康胎兒心臟和一個(gè)孕21周CHB(congenital heart block)心臟進(jìn)行了灌流和10x單細(xì)胞測(cè)序。除了單核,成纖維,免疫細(xì)胞和其他少數(shù)的細(xì)胞群以外,一些曾經(jīng)沒有被定義過的內(nèi)皮細(xì)胞亞群也被鑒定出來。差異基因表達(dá)分析提示CHB的各類細(xì)胞存在上調(diào)的異質(zhì)性的干擾素反應(yīng)。此外還鑒別出CHB心臟基質(zhì)細(xì)胞存在matrisome轉(zhuǎn)錄本的富集,這種現(xiàn)象可能參與了細(xì)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(duì)3個(gè)正常心臟和1個(gè)CHB的心臟進(jìn)行了單細(xì)胞測(cè)序
Fig 1B:注釋得到了18個(gè)群
Fig 1C:正常胎兒心臟細(xì)胞平均表達(dá)譜的Pearson 相關(guān)圖,可以看到FB1, FB2, SMC, EC.A, EC.B和MESO (mesothelial cells間皮細(xì)胞) 聚在一起,提示它們可能有相同的起源。此前認(rèn)為CM是起源于MESO1,但是CM1-3群自己聚在了一起,沒有跟MESO聚在一起。EB (erythroblasts有核紅細(xì)胞) 1-3群也自己聚在一起。這個(gè)圖的做法見:不同單細(xì)胞群之間的相關(guān)性分析。
Fig 1D:細(xì)胞比例餅圖,心肌細(xì)胞占比最多。(免疫細(xì)胞里面MAST, NKT和DC竟然有這么多哦)
Fig 1E:各個(gè)細(xì)胞群marker gene的氣泡圖(??這個(gè)圖里用到的基因可以直接拿來用)
各細(xì)胞群的marker基因:
- 心肌細(xì)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(xì)胞:
COL1A1,COL1A2
FBs and SMCs were discriminated by expression ofDCN,DLK1,LUM, andTAGLN,RGS5,ACTA2, respectively.- MESO(Mesothelial cells 間皮細(xì)胞):
UPK3B,MSLN,WT1as well asNPY(The epicardium is composed by a layer of MESO)- 內(nèi)皮細(xì)胞:canonical marker:
PECAM1andCDH5, several ECs
expressed genes such asCOL3A1,COL1A2,FN1- EBs:identified by haemoglobin expression
- MONO:
LYZ,S100A8, andS100A6- MAC:
CD68,MS4A4AandSEPP1- DC:
CD1C- NKT:
NKG7,GNLY,GZMA,GZMB, andPRF1(這難道不是NK細(xì)胞?)- B細(xì)胞:
MS4A1andIGLL5- MASTs:
TPSB2andGATA2
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(xì)胞都表達(dá)的Na+/Ca2+exchanger-1,對(duì)于心臟Ca2+穩(wěn)態(tài)以及收縮和舒張功能比較重要2。
SLC25A4:adenine nucleotide translocator-1,表達(dá)缺陷可以引起心肌病3。
CD36,FABP4和FABP5:一些脂肪酸結(jié)合和轉(zhuǎn)運(yùn)基因。(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(xì)胞經(jīng)典的TF

2. Cell types of healthy foetal hearts
這一部分寫的時(shí)候又按細(xì)胞類型分了五個(gè)小部分,還是第一次見CVR有這種格式...感覺沒必要,后面小標(biāo)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(gè)EC群的降維,熱圖和marker基因小提琴圖
Fig 2F:EC6表達(dá)心肌細(xì)胞marker TNNT3,免疫組化驗(yàn)證
Fig 2G:各個(gè)細(xì)胞群的轉(zhuǎn)錄因子預(yù)測(cè),正文也是純描述性

3. 一些marker基因的表達(dá)和細(xì)胞互作
Fig 3A:心肌細(xì)胞的marker在各個(gè)細(xì)胞群表達(dá)的氣泡圖
Fig 3B:一些基因的氣泡圖(都是挑的,只要能解釋出意義,言之有理即可)
Fig 3C:為了探究正常胎兒心臟的細(xì)胞間交流,作者可視化了各個(gè)細(xì)胞群的the most abundant ligands (>5 TPM)和他們的cognate receptors (>1.8 TPM)。在心肌細(xì)胞高表達(dá)的NPPA(通過尿鈉排泄,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(shí)會(huì)引起心衰的MDK基因,在FBs高表達(dá)并通過PTPRB和EC4-6細(xì)胞群互作來調(diào)節(jié)心臟發(fā)育中的血管生成。。。這個(gè)圖的解讀也是言之有理即可。

4. 健康和CHB心臟各細(xì)胞類型的基因表達(dá)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(gè)細(xì)胞類型中都出現(xiàn)上調(diào)。但是不同細(xì)胞的上調(diào)程度不一樣
Fig 4B:CHB和正常心臟的巨噬細(xì)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(yīng)也見于其他的自身免疫性疾病比如SLE4。SLE的單細(xì)胞測(cè)序已經(jīng)有報(bào)道,所以作者直接把那個(gè)數(shù)據(jù)拿來做了分析和CHB做了比較。
Fig 4D:CHB的組織學(xué)特征是房室結(jié)的纖維化。所以作者做了基質(zhì)細(xì)胞 (FB和SMC) 的matrisome gene的表達(dá)分析。大多數(shù)的matrisome基因包括COL21A1, COL4A1和COL8A1在CHB樣本中高表達(dá)。

Fig 5:CHB和正常心臟相比,不同細(xì)胞群的差異基因熱圖。

參考文獻(xiàn):
- 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.