單細胞轉(zhuǎn)錄組測序沒你想的那么復(fù)雜，小的樣本量即可搞定

發(fā)稿時間：2019-04-19來源：天昊生物

昨天我們總結(jié)了單細胞轉(zhuǎn)錄組的部分研究策略，其中提到了一項研究思路：“藥物處理前后/誘導(dǎo)前后細胞轉(zhuǎn)錄組變化”，從這個思路中也能看出樣本設(shè)置比較簡單，即處理前后/誘導(dǎo)前后的樣本。下邊就為您簡單介紹這樣思路下的一篇Cell Reports（IF: 8.032）的文章。

2018年3月洛杉磯西奈醫(yī)學(xué)中心的團隊于Cell Reports雜志發(fā)表了題為“Single-Cell Deconvolution of Fibroblast Heterogeneity in Mouse Pulmonary Fibrosis”的文章，利用10x Genomics單細胞轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)（scRNA-seq）揭示了小鼠肺纖維化（Pulmonary fibrosis）過程中成纖維細胞（Fibroblast）的異質(zhì)性。

文章的設(shè)計正如上所述，比較簡單：利用博來霉素（Bleomycin）誘導(dǎo)小鼠肺纖維化，然后經(jīng)組織解離和分選，利用10x Genomics scRNA-seq比較正常肺和纖維化肺中的間充質(zhì)細胞（Mesenchymal cells, MCs）的差異（Figure1）。

Figure1 實驗設(shè)計流程圖

正常肺（D0）和纖維化肺（D21）中分析的間充質(zhì)細胞數(shù)量分別為1,943和3,386個，基于已知的marker基因的表達可將細胞類型分為6種和7種，以t-SNE圖和Heatmap展示如Figure2。

Figure2 單細胞測序揭示MCs聚類信息

然后文章以相同的分析模式分別剖析了各細胞亞型，包括肌成纖維細胞（Myofibroblasts, Figure3）、Col13a1高表達的基質(zhì)成纖維細胞（Matrix fibroblasts）、Col14a1高表達的基質(zhì)成纖維細胞、脂成纖維細胞（Lipofibroblasts）、間充質(zhì)祖細胞（Mesenchymal Progenitors）、間皮細胞（Mesothelial Cells）、Pdgfrb高表達的成纖維細胞（Figure4）、內(nèi)皮細胞（Endothelial

Cells）。分析的內(nèi)容主要包括相應(yīng)細胞類型的marker基因表達、正常肺和纖維化肺中代表性marker基因展示、代表性的lncRNA表達結(jié)果、差異表達基因的熱圖展示及轉(zhuǎn)錄因子相關(guān)基因表達情況。Figure3和Figure4分別僅以肌成纖維細胞和Pdgfrb高表達的成纖維細胞展示結(jié)果。

Figure3 肌成纖維細胞基因表達特征

（A and B）肌成纖維細胞t-SNE可視化結(jié)果；（C）已知的marker基因表達差異；（D and E）D0和D21樣本中肌成纖維細胞差異表達基因小提琴圖；（F）部分lncRNA表達信息；（G）顯著差異表達基因熱圖展示，包括細胞外的和質(zhì)膜編碼基因；（H and I）肌成纖維細胞轉(zhuǎn)錄因子表達特征

Figure4 Pdgfrb高表達的成纖維細胞基因表達特征

最后基于自組織映射（SOMs）機器學(xué)習(xí)（machine learning）方法利用單細胞R分析工具（SCRAT）確定肺纖維化過程中每個MCs亞群的基因集特征，在正常（Figure5A）和肺纖維化（Figure5B）的條件下MC亞型顯示了特定的基因特征，包括細胞外區(qū)域（extracellular region）、細胞外空間（extracellular space）、核糖體（ribosome）、質(zhì)膜（plasma membrane）等。對MCs利用SCRAT進行擬時軌跡分析發(fā)現(xiàn)D0和D21狀態(tài)下呈現(xiàn)不同的譜系層次（Figure5C and D）。

Figure5 MCs亞群基因集分析和擬時分析

文章中結(jié)合已有的有關(guān)間充質(zhì)細胞的單細胞測序結(jié)果與本次實驗結(jié)果進行了比較分析，同時進行了深入的討論。總體上來看文章的實驗設(shè)計思路清晰明了，誘導(dǎo)前后的兩個樣本單細胞分析數(shù)據(jù)進行對比，分析內(nèi)容較為簡單，但是詳細比較和討論了該領(lǐng)域的研究結(jié)果，在細胞分選和小鼠模型的構(gòu)建上比較嚴格，為其它研究方向特別是利用模式動物篩選藥物觀察哪類細胞在處理過程中發(fā)生重要變化提供了良好的借鑒！

天昊生物具有多年基因組、轉(zhuǎn)錄組和表觀組等多組學(xué)檢測與分析的經(jīng)驗，現(xiàn)推出的10x Genomics單細胞轉(zhuǎn)錄組測序可為您提供專業(yè)的科研服務(wù)及個性化的單細胞信息挖掘，期待成為您單細胞測序分析的優(yōu)質(zhì)服務(wù)提供商！

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