作者对三个孕19-22周健康胎儿心脏和一个孕21周CHB(congenital heart block)心脏进行了灌流和10x单细胞测序。除了单核,成纤维,免疫细胞和其他少数的细胞群以外,一些曾经没有被定义过的内皮细胞亚群也被鉴定出来。差异基因表达分析提示CHB的各类细胞存在上调的异质性的干扰素反应。此外还鉴别出CHB心脏基质细胞存在matrisome转录本的富集,这种现象可能参与了细胞外基质沉积和心脏组织的纤维化。
Fig 1A:对3个正常心脏和1个CHB的心脏进行了单细胞测序
Fig 1B:注释得到了18个群
Fig 1C:正常胎儿心脏细胞平均表达谱的Pearson 相关图,可以看到FB1, FB2, SMC, EC.A, EC.B和MESO (mesothelial cells间皮细胞) 聚在一起,提示它们可能有相同的起源。此前认为CM是起源于MESO1,但是CM1-3群自己聚在了一起,没有跟MESO聚在一起。EB (erythroblasts有核红细胞) 1-3群也自己聚在一起。这个图的做法见:不同单细胞群之间的相关性分析。
Fig 1D:细胞比例饼图,心肌细胞占比最多。(免疫细胞里面MAST, NKT和DC竟然有这么多哦)
Fig 1E:各个细胞群marker gene的气泡图(⚠️这个图里用到的基因可以直接拿来用)
各细胞群的marker基因:
心肌细胞: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
)成纤维细胞:
COL1A1
,COL1A2
FBs and SMCs were discriminated by expression ofDCN
,DLK1
,LUM
, andTAGLN
,RGS5
,ACTA2
, respectively.MESO(Mesothelial cells 间皮细胞):
UPK3B
,MSLN
,WT1
as well asNPY
(The epicardium is composed by a layer of MESO)内皮细胞:canonical marker:
PECAM1
andCDH5
, several ECs
expressed genes such asCOL3A1
,COL1A2
,FN1
EBs:identified by haemoglobin expression
MONO:
LYZ
,S100A8
, andS100A6
MAC:
CD68
,MS4A4A
andSEPP1
DC:
CD1C
NKT:
NKG7
,GNLY
,GZMA
,GZMB
, andPRF1
(这难道不是NK细胞?)B细胞:
MS4A1
andIGLL5
MASTs:
TPSB2
andGATA2
文中提到的一些比较重要的基因:
增殖marker:TOP2A
和MKI67
SLC8A1
:文中所有心肌细胞都表达的Na+/Ca2+exchanger-1,对于心脏Ca2+稳态以及收缩和舒张功能比较重要2。SLC25A4
:adenine nucleotide translocator-1,表达缺陷可以引起心肌病3。CD36
,FABP4
和FABP5
:一些脂肪酸结合和转运基因。(正常情况下,心肌所需能量的60%-90%来自游离脂肪酸的β氧化)NKX2-5
:心肌细胞经典的TF
这一部分写的时候又按细胞类型分了五个小部分,还是第一次见CVR有这种格式...感觉没必要,后面小标题分的也很混乱,还是直接看图吧
Fig 2A B:MAC, MONO, DC的降维图和marker基因图
Fig 2C D E:6个EC群的降维,热图和marker基因小提琴图
Fig 2F:EC6表达心肌细胞marker TNNT3,免疫组化验证
Fig 2G:各个细胞群的转录因子预测,正文也是纯描述性
Fig 3A:心肌细胞的marker在各个细胞群表达的气泡图
Fig 3B:一些基因的气泡图(都是挑的,只要能解释出意义,言之有理即可)
Fig 3C:为了探究正常胎儿心脏的细胞间交流,作者可视化了各个细胞群的the most abundant ligands (>5 TPM)和他们的cognate receptors (>1.8 TPM)。在心肌细胞高表达的NPPA
(通过尿钠排泄,利尿和血管收缩调节心血管稳态)通过NPR3受体与EC1和EC2互作。在缺乏时会引起心衰的MDK
基因,在FBs高表达并通过PTPRB
和EC4-6细胞群互作来调节心脏发育中的血管生成。。。这个图的解读也是言之有理即可。
Fig 4A:一些差异基因的气泡图,干扰素基因在CHB患者心脏的各个细胞类型中都出现上调。但是不同细胞的上调程度不一样
Fig 4B:CHB和正常心脏的巨噬细胞差异基因的通路富集也富集到了IFN相关通路
Fig 4C:系统性IFN反应也见于其他的自身免疫性疾病比如SLE4。SLE的单细胞测序已经有报道,所以作者直接把那个数据拿来做了分析和CHB做了比较。
Fig 4D:CHB的组织学特征是房室结的纤维化。所以作者做了基质细胞 (FB和SMC) 的matrisome gene的表达分析。大多数的matrisome基因包括COL21A1, COL4A1和COL8A1在CHB样本中高表达。
Fig 5:CHB和正常心脏相比,不同细胞群的差异基因热图。