单细胞测序揭示小鼠纤维化肺部的fibroblast异质性

文章信息

文章题目：Single-Cell Deconvolution of Fibroblast Heterogeneity in Mouse Pulmonary Fibrosis
期刊：Cell Reports
发表时间：2018年3月 DOI:https://doi.org/10.1016/j.celrep.2018.03.010

摘要

人和小鼠肺部fibroblast都存在着异质性，但是具体的亚型、谱系、生物学性质都是未知。本文主要单细胞分析了两组小鼠的肺部细胞：正常、博来霉素(Bleomycin)诱导纤维化的小鼠。

  1. 正常组：分成6个亚群；Bleomycin组：7个亚群
  2. 使用机器学习的方法描绘分化轨迹。
  3. 看各个群中ECM、分泌蛋白、关键转录因子的表达。

方法

  • FACS 分选Epcam-CD31-CD45-细胞，10X Genomics测序。
  • 1,943 cells from normal mouse lung and 3,386 cells from fibrotic aSMA-GFP;Tbx4-Cre;Rosa26-tdTomato mouse lung.

结果

1.正常组和药物诱导纤维化的间质细胞分群

D0：未处理组，6个亚群；
D21：Bleomycin处理组，7个亚群，多了个PDGrb

共同的6个亚群，在两组中占得比例也不同。

2. myofibroblast的测序与分群

参考文献，以Acta2, Myh11, Tagln确认为myofibroblast，对myofibroblast进行表征如下图。

3. Col13a1 matrix fibroblast的transcriptional signature

将这类细胞再聚类，分成两个群：Col13a1 和 Col14a1 matrix fibroblasts，对两组进行表征

4. 表征Col14a1 matrix fibroblast

Col14a1 matrix fibroblast 表达 Pi16 , Mmp3 , Cygb, and Rtp4，和另一个细胞群能区分开

5. 同样套路分析表征了lipofibroblast、potential mesenchymal progenitors, mesothelial cells, Pdgfrb high fibroblasts

6. 不同细胞群之间的分化可能

使用基于SCRAT的SOMs分析方法看不同细胞群之间的分化可能(Camp et al., 2017) 。如下图，不同细胞群在正常、纤维化条件下的signature表达不一样。

结果发现在正常肺中，间充质祖细胞分为脂肪成纤维细胞和Col14a1基质成纤维细胞，而Col14a1基质成纤维细胞分化为肌成纤维细胞和Col13a1基质成纤维细胞。在纤维化肺中，间充质祖细胞分支成脂纤维母细胞，然后沿谱系分化为Pdgfrb hi亚型，肌成纤维细胞，Col14a1基质成纤维细胞和Col13a1基质成纤维细胞。

7. 总结

本文将数据与已报道数据比对，分析，解释。

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