Cross-tissue analyses of blood cells and endothelial cells：
針對血液細(xì)胞核內(nèi)皮細(xì)胞的跨組織分析：
該數(shù)據(jù)集的性質(zhì)為研究廣泛出現(xiàn)的細(xì)胞類型（如血液和內(nèi)皮細(xì)胞）內(nèi)染色質(zhì)可及性的器官特異性差異創(chuàng)造了機(jī)會。在我們對血細(xì)胞的第一次細(xì)胞類型注釋中，我們能夠區(qū)分髓細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、成紅細(xì)胞、巨核細(xì)胞和造血干細(xì)胞（圖 2B）。
從所有器官中提取和重組這些血系使我們能夠額外識別巨噬細(xì)胞、B 細(xì)胞、自然殺傷 (NK)/3 型先天淋巴樣 (ILC3) 細(xì)胞、T 細(xì)胞和樹突細(xì)胞，再次采用 RNA 輔助注釋方法（分析來自多個(gè)組織的相似細(xì)胞類型需要額外的雙重清潔步驟）（圖 4A）。
巨噬細(xì)胞可以進(jìn)一步分為與起源組織相關(guān)的組，如先前觀察到的 (49)，以及吞噬巨噬細(xì)胞。后一組主要在脾臟中被鑒定，其次是肝臟和腎上腺（圖 S8A）。與 RNA 相比，我們沒有在大腦中檢測到單獨(dú)的小膠質(zhì)細(xì)胞簇，這可能是因?yàn)檫@是一種非常罕見的細(xì)胞類型 (~0.25%)（ps:我覺得microglia挺常見的。）
由于胎兒發(fā)育過程中紅細(xì)胞生成的時(shí)空動(dòng)態(tài)，血系中特別令人感興趣的是成紅細(xì)胞。 我們最初在肝臟、腎上腺、心臟和胎盤中檢測到這種譜系（圖 2B）； 我們的跨組織分析還確定了淺層脾臟中的成紅細(xì)胞（最初只注釋了巨核細(xì)胞和骨髓細(xì)胞）。
組織血系中成紅細(xì)胞的比例在肝臟中最高，這與該器官是該發(fā)育階段紅細(xì)胞生成的主要部位一致，其次是脾臟和腎上腺（圖 S8A）（50， 51)，對 (16) 中描述的 RNA 數(shù)據(jù)的趨勢進(jìn)行表型復(fù)制。
進(jìn)一步研究成紅細(xì)胞，我們觀察到在這個(gè)發(fā)育階段可以接近成人 b 和胎兒 g 珠蛋白基因的區(qū)域，而胚胎 e 珠蛋白基因的啟動(dòng)子是inaccessible（圖 S8B）。成紅細(xì)胞簇可以進(jìn)一步細(xì)分為五個(gè)主要的 Louvain 簇，具有不同的染色質(zhì)可及性，包括一個(gè)不同的成紅細(xì)胞祖細(xì)胞簇（圖 4A 和圖 S8A）。成紅細(xì)胞祖細(xì)胞簇以及相鄰的早期成紅細(xì)胞簇 (erythroblast_3) 中的可接近位點(diǎn)富含 GATA1::TAL1 以及其他 GATA 基序（圖 4B）。
比較成紅細(xì)胞祖細(xì)胞中各種 GATA 因子的表達(dá)水平，我們可以將 GATA1/2 命名為可能導(dǎo)致這種基序富集的 TF（圖 S8C）。其他紅細(xì)胞簇，對應(yīng)于紅細(xì)胞生成的后期階段，顯示 NFE2/NFE2L2 (erythroblast_1) 和 NFYB/KLF1 因子 (erythroblast_2/4) 的基序富集，但 GATA 基序可訪問性明顯缺乏富集。一項(xiàng)關(guān)于小鼠造血系統(tǒng)的 scRNA-seq 研究報(bào)告稱，在紅細(xì)胞生成早期誘導(dǎo) GATA2，隨后 GATA2 減少但 GATA1 表達(dá)穩(wěn)定 (52)。
相比之下，對體外培養(yǎng)的大量人類紅細(xì)胞群進(jìn)行的一項(xiàng)研究顯示，從祖細(xì)胞到分化的成紅細(xì)胞，GATA1 表達(dá)降低，以及晚期成紅細(xì)胞中 KLF1 和 NFE-2 水平增加（53）。在這一點(diǎn)上，我們的觀察與大量體外人類數(shù)據(jù)一致，并表明可能存在表觀遺傳不同的分化成紅細(xì)胞亞群（亞群 1、2 和 4），其中可及性景觀由非 GATA 因素塑造（圖 4B） ）。例如，GYPA 上游的遠(yuǎn)端調(diào)節(jié)元件，被瘧原蟲用作紅細(xì)胞入侵受體 (54)，在 erythroblast_1 種群中最容易接近，并且包含一個(gè)類似于 NFE-2 基序的基序（圖 4C）
造血干細(xì)胞 (HSC) 和成紅細(xì)胞亞群的偽時(shí)間分析證實(shí)了 HSC 到成紅細(xì)胞轉(zhuǎn)變中祖細(xì)胞和早期成紅細(xì)胞的順序； 晚期成紅細(xì)胞簇表現(xiàn)出相似的中位數(shù)假時(shí)間，表明它們可能代表分化的成紅細(xì)胞的亞群，而不是一系列狀態(tài)（圖 S9、A 和 B）（55）。
該分析還指定了在紅細(xì)胞生成過程中打開或關(guān)閉的候選調(diào)節(jié)元件（ S9C)。 一些最高的 HSC 或紅細(xì)胞祖細(xì)胞特異性峰（圖 S9C）也可以在胎兒 - 但不是成人 - 腎上腺組織（56-58）的大量 DNase 譜中獲得，在正常哺乳動(dòng)物發(fā)育過程中支持腎上腺作為胎兒造血的場所（圖 S9D）（16）。
另一種普遍存在的細(xì)胞類型是血管內(nèi)皮，它需要跨器官執(zhí)行組成性和高度特化的功能，例如肺中的氣體交換或腎臟中的液體過濾。沒有任何 TF 被描述為專門在血管內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)，這表明內(nèi)皮特異性轉(zhuǎn)錄組由幾個(gè)在內(nèi)皮中重疊表達(dá)的 TF 組合控制（59）。與此一致，在我們對 JASPAR 基序的分析中，我們未能觀察到任何單一的、強(qiáng)烈的內(nèi)皮細(xì)胞富集（圖 3B）。
然而，對 2000 個(gè)最內(nèi)皮特異性峰的從頭基序發(fā)現(xiàn)揭示了類似于 ERG [E-26 轉(zhuǎn)化特異性 (ETS) 相關(guān)基因] 和 SOX15 [SRY（性別決定區(qū) Y）的基序的背景基因組序列的富集。 –框 15]（圖 S7）。在我們的線性回歸方法中，這些基序的權(quán)重可能沒有那么強(qiáng)，因?yàn)樗鼈儾幌抻趦?nèi)皮細(xì)胞（ERG 基序富含巨核細(xì)胞，SOX15 富含多種細(xì)胞類型），這些 TF 的表達(dá)也不限于該細(xì)胞類型（圖 S10A）。與此一致，ERG 被描述為內(nèi)皮功能的主要調(diào)節(jié)劑 (60)，但也驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)分化為巨核細(xì)胞。
我們在 15 個(gè)器官中的 13 個(gè)中檢測到內(nèi)皮細(xì)胞，除了輪廓更淺的小腦和眼睛（圖 2B）。 與成紅細(xì)胞相反（圖 S8A），盡管采用嚴(yán)格的迭代過濾步驟去除殘留的污染雙細(xì)胞，但提取內(nèi)皮細(xì)胞和重新聚類顯示出根據(jù)組織來源的顯著分離（圖 S10B）。 與此一致，我們還觀察到胎兒組織中內(nèi)皮基因表達(dá)的組織特異性方面 (16) 和先前發(fā)現(xiàn)在成年小鼠內(nèi)皮細(xì)胞中表現(xiàn)出組織特異性染色質(zhì)可及性的區(qū)域 (13)。 為了排除組織特異性信號的技術(shù)來源，我們選擇了在 13 個(gè)組織中的每一個(gè)中確定的 20,000 個(gè)最具內(nèi)皮特異性的峰，將它們合并為 94,023 個(gè)不同的峰，然后基于這些峰對提取的內(nèi)皮細(xì)胞進(jìn)行聚類（圖 4D）。 細(xì)胞繼續(xù)按組織聚類，類似于我們使用所有峰時(shí)（圖 S10B）。
進(jìn)一步支持內(nèi)皮調(diào)節(jié)景觀中的組織特異性差異，來自幾乎所有器官的內(nèi)皮細(xì)胞在這些峰內(nèi)表現(xiàn)出特定的 TF 基序富集（圖 4E）。許多富集基序的 TF 在 RNA 數(shù)據(jù)中匹配組織的內(nèi)皮細(xì)胞中的表達(dá)也最高（圖 4E）（16）。這些分析僅限于存在于 JASPAR 脊椎動(dòng)物數(shù)據(jù)庫中的 TF 基序，并且其他 TF 出現(xiàn)差異表達(dá) (16)。
最后，最接近差異表達(dá)基因的可及性峰值在 ATAC 數(shù)據(jù)中大約一半的研究的器官的匹配組織中具有更高的內(nèi)皮特異性評分（圖 S10C）。例子包括 FOXF1，它在肺內(nèi)皮中特異性表達(dá)和接近，其啟動(dòng)子近端區(qū)域包含一個(gè) FOXA2 基序和 CLEC1B，它都在肝內(nèi)皮中特異性表達(dá)，并含有一個(gè)含有 GATA 基序的候選調(diào)節(jié)元件，顯示出肝內(nèi)皮特異性的可及性（圖 4F）。
一些（但不是全部）富集的基序也富集在同一組織的其他細(xì)胞類型中。雖然我們不能排除導(dǎo)致該信號的殘留污染，但這也可能反映了潛在的生物學(xué)，例如，由于heterogeneous origins。
總的來說，這些發(fā)現(xiàn)表明內(nèi)皮細(xì)胞中染色質(zhì)可及性和基因表達(dá)的一般程序，內(nèi)皮細(xì)胞是一種廣泛分布的細(xì)胞類型，需要同時(shí)滿足光譜的和器官特異性功能，也是由組成型 TF 的組合介導(dǎo)的，作為可能推動(dòng)additional specialization的組織特異性 TF。 這些分析還強(qiáng)調(diào)了將組織間的從頭基序和線性回歸方法結(jié)合起來以指定塑造單個(gè)細(xì)胞類型染色質(zhì)景觀的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子的優(yōu)點(diǎn)。
