文献学习004--[sc]单细胞双组学技术揭示心脏中非心肌细胞的转录和表观层面异质性

摘要

哺乳动物心脏中非心肌细胞（包括内皮细胞、成纤维细胞、周皮细胞和免疫细胞）在单细胞水平上的细胞特性和分子特征目前仍不明确。使用最新的单细胞多组学技术来描绘非心肌细胞转录特征的表观图谱有助于揭示细胞异质性背后的分子机制。在这里，作者从单个细胞水平上描述了成年小鼠心脏中非心肌细胞群体的分子和细胞特征。

Introduction

心脏中非心肌细胞的种类和功能

该研究通过scRNAseq和scATACseq分析小鼠心脏中的非心肌细胞，从转录层面和表观层面剖析了非心肌细胞的异质性及功能。
1. 本文总结了主要非心肌细胞群的基因表达特征，以及调控细胞特性的顺式作用元件和反式作用因子的特殊作用。
2. 使用再聚类和轨迹分析，该研究发现心脏成纤维细胞由3个不同的亚群组成，其功能分别与细胞反应、细胞骨架形成和免疫反应相关。
3. 基因富集分析鉴定出Hsd11b1和Gfpt2是与成纤维细胞状态相关的标志性marker基因，该结果被免疫组化结果进一步证实。
4. 小鼠实验显示敲除Gfpt2可以改变细胞紧密性，而敲除Hsd11b1可以降低成纤维细胞的迁移和细胞外基质沉积。

结果

这篇文章的分析比较常规，就是Fig1分别看了一下scRNAseq和scATACseq的主要分群和marker基因，两种组学结果比较一致。随后Fig2-Fig5分别对内皮细胞、巨噬细胞和成纤维细胞做了一下亚群细分，看了一下亚群的功能。再从成纤维里筛出了两个基因在体内体外进行了验证。

这篇文献里比较有意思的是supplement fig1里的图G，是用ImmGen对细胞注释的结果进行验证，并绘制了如下的W图。

ImmGen全称是Immunological Genome Project（免疫基因组计划），其目的是对小鼠免疫系统的基因表达及其调控进行深入的剖析，包括细胞因子触发的响应的系统分析。

ImmGen提供的网页工具可以查看输入的基因列表（可以是某条通路相关的基因、每个细胞群的marker基因等等）中的基因在不同的细胞群中的表达情况，并绘制W图和热图
1. 打开https://www.immgen.org/Databrowser19/DatabrowserPage.html

2. 点击MyGeneset

3. 在左侧框中勾选细胞类型，右侧框中输入基因列表（分析自己数据的时候，输入算出来的top差异基因即可），点击View W-Plot或View Heatmap就可以查看这些基因在勾选的细胞群中的表达。

4. 结果

热图，纵轴是输入的基因列表，横轴是勾选的细胞群，来自ImmGen数据库

W图