作者，Evil Genius
最近有一些營(yíng)銷找我掛培訓(xùn)廣告，我都拒絕了，因?yàn)檫@個(gè)賬號(hào)是個(gè)人的，沒有任何商業(yè)的行為在里面，跟任何公司也無(wú)關(guān)，本來(lái)初心就是寫寫內(nèi)容，做筆記供自己參考和查找資料的，后來(lái)個(gè)人不幸后有的文章開始收費(fèi)，初心本來(lái)就丟掉了，再掛廣告的話這個(gè)號(hào)就徹底被我搞廢了。
今天我們繼續(xù)分享一些單細(xì)胞空間研究的內(nèi)容，文章在Single cell and spatial sequencing define processes by which keratinocytes and fibroblasts amplify inflammatory responses in psoriasis，2022年1月投稿，2023年6月發(fā)表于NC，不得不說(shuō)，現(xiàn)在發(fā)文也挺卷的，投稿到發(fā)表經(jīng)歷了一年半，文章的很多方法值得我們學(xué)習(xí)和借鑒。
研究目的：時(shí)空組學(xué)探索牛皮癬病理特征
文章樣本：牛皮癬皮膚樣本
技術(shù)手段：?jiǎn)渭?xì)胞（ no cell–cell interactions occur at the site of disease）+ 空間
內(nèi)容1、對(duì)健康和牛皮癬人皮膚單細(xì)胞的表征顯示皮膚細(xì)胞群的多樣性
8例健康樣本（NS） + 14例牛皮癬樣本（PP） + 11例牛皮癬病人病變區(qū)域周圍的皮膚細(xì)胞樣本（PN）
處理過(guò)程當(dāng)然就是常用的Seurat（CCA），細(xì)胞注釋采用了經(jīng)典markers，我們來(lái)搜集一下：
keratinocytes (KC; KRT14, KRT1, DMKN), melanocytes (MLNC; DCT, TYRP1, PMEL), eccrine gland cells (ECG; PIP, DCD, MUCL1), endothelial cells (EC; PECAM1, CDH5, CLDN5), fibroblasts (FB; DCN, COL1A1, COL1A2), smooth muscle cells (SMC; ACTA2, TAGLN, MYL9), nerve cells (Nerve; MPZ, PLP1,S100B), T cells (TC; CD3D, CD3E, TRAC), myeloid cells (ML; CD74, HLADRA, HLA-DPB1), and mast cells (Mast; CPA3, TPSAB1, CTSG)
這里我們需要注意一點(diǎn)的就是批次，大家看到圖中PP樣本明顯有單獨(dú)的細(xì)胞群，當(dāng)然了，也有一些三組混合的細(xì)胞群，這種分析就要考驗(yàn)我們對(duì)批次的認(rèn)識(shí)，通常有混合的細(xì)胞群就代表了批次的矯正適度,這個(gè)時(shí)候千萬(wàn)不可過(guò)矯正喪失生物學(xué)差異
細(xì)胞比例的分布變化
同時(shí)也表征了空間數(shù)據(jù)，這里的空間數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)了過(guò)濾，注釋采用了Seurat 的方法進(jìn)行單細(xì)胞空間的聯(lián)合分析
內(nèi)容2、牛皮癬皮膚中不同的角質(zhì)細(xì)胞分化狀態(tài)反映了牛皮癬中不同的細(xì)胞因子反應(yīng)
上述PP中單獨(dú)存在的群將是研究的一個(gè)重點(diǎn)，突出了病變的主要特征，對(duì)keratinocytes重新聚類分成了三個(gè)主要的群(basal layer (COL17A1, DST, KRT15), the spinous layer (KRT6A, KRT6B, KRT16), and the supraspinous layer (SLURP1, KLK7, KRT2)),并對(duì)不同樣本間做差異富集分析研究不同條件下的細(xì)胞轉(zhuǎn)變。
Differential expression analysis in keratinocyte subtypes reveals potential upstream regulators
IL-17 and 1L-36 responses were strongest in the supraspinous keratinocytes in psoriasis
keratinocytes的亞群空間分布
鑒于keratinocytes在牛皮癬炎癥反應(yīng)中的突出作用，分析研究確定牛皮癬皮膚中三個(gè)表皮層之間的配體-受體相互作用。通過(guò)對(duì)不同樣本三層keratinocytes通訊分析并表征配受體的空間位置
其中主要體現(xiàn)了病變組織獨(dú)有細(xì)胞亞群的通訊作用。
內(nèi)容3、成纖維細(xì)胞對(duì)牛皮癬的促驗(yàn)證作用
一樣的思路，再分群，看不同組的細(xì)胞亞群組成以此差異基因表征細(xì)胞狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。
內(nèi)容4、對(duì)T細(xì)胞的分群研究，CD8+ Tc17 is a major source of IL17A in psoriatic skin
內(nèi)容5、細(xì)胞通訊分析網(wǎng)絡(luò)
這里的通訊分析是分組、分亞群進(jìn)行的。其中reasoned that adjacency in spatial location would facilitate cell–cell communication。并且counted the number of neighboring spots for each pair of cell types as shown in the scatter-pie plot。結(jié)果表明，角質(zhì)形成細(xì)胞有最多的免疫細(xì)胞鄰居(T細(xì)胞和骨髓細(xì)胞)，成纖維細(xì)胞分布在許多其他細(xì)胞類型中，內(nèi)皮細(xì)胞與免疫細(xì)胞相鄰。通過(guò)整合配體-受體對(duì)變化的數(shù)量和空間鄰接性分析，優(yōu)先分析角質(zhì)形成細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、髓細(xì)胞和T細(xì)胞的相互作用。
因此，通過(guò)整合scRNA-seq數(shù)據(jù)、上游調(diào)節(jié)因子分析、配體受體結(jié)果和不同細(xì)胞類型的空間位置，能夠創(chuàng)建一個(gè)模型，突出成纖維細(xì)胞在牛皮癬皮膚中的作用。在牛皮癬中，SFRP2+成纖維細(xì)胞從纖維化狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檠装Y狀態(tài)。這些成纖維細(xì)胞表達(dá)CCL13和CCL19，能夠招募相關(guān)的趨化因子受體表達(dá)細(xì)胞:CCR2+髓細(xì)胞和CCR7+ LAMP3+ cDC2A。這些炎性成纖維細(xì)胞也表達(dá)了高水平的CXCL1和CXCL12。CXCL1募集中性粒細(xì)胞，CXCL12募集CXCR4+ Tc17。CXCL12也可通過(guò)其受體CXCR4作用于表皮，誘導(dǎo)角質(zhì)形成細(xì)胞增殖。在表皮中，由Tc17分泌的IL-17誘導(dǎo)炎癥，并被supraspinous layer內(nèi)的IL-36環(huán)進(jìn)一步放大，觸發(fā)釋放可招募CCR6+ Tc17的CCL20以及可招募中性粒細(xì)胞的CXCL1和cxcl8，與supraspinous layer的微膿腫一致。
Schematic overview of the critical role of fibroblasts and the epidermis in promoting inflammatory responses in psoriatic skin
