Cell | 單細胞技術揭示人肝細胞圖譜

  • 2020 年 3 月 30 日
  • 筆記

目前對肝臟細胞層面的研究較少,今天我們來看一篇單細胞分析肝臟的文章,原文題目為:A human liver cell atlas reveals heterogeneity and epithelial progenitors

該團隊對來自9個正常人體的肝組織的10000+個細胞進行單細胞分析,描繪了一個詳盡的肝細胞圖譜(GSE124395),確認了內皮細胞、Kupffer細胞和肝細胞新的亞型。其進一步使用研究的圖譜來闡明發生在肝癌細胞和移植到小鼠肝臟的人肝細胞和肝內皮細胞中的表型變化。該人類肝細胞圖譜提供了一個強大的資源,使我們能夠在正常和病變的肝臟中發現以前未知的細胞類型。

方法:

1.收集了9例實施肝切除的病人標本,

其本身無基礎肝臟疾病。

2.組織分離和單細胞懸浮液的製備

3.單細胞RNA擴增及文庫製備

其使用了mCEL-Seq2技術

4.轉錄丰度的量化

基於ENCODE V24

5.單細胞分析

質控閾值為>1000 UMIs

有10372個人正常細胞、1052個類器官細胞、1282個肝癌細胞和311個移植後小鼠細胞

使用RaceID3(FateID包)進行後續分析;並標準化

6.擴散偽時間分析和自組織映射

使用destiny包

7.對比小鼠

使用GSE84498的數據來分析了人和小鼠肝區進化保護情況

8.EPCAM+的譜系分析

使用RaceID3包提取並重分析幾個EPCAM+亞群,參數為mintotal = 1000 and minexpr = 2,minnumber = 10 outminc = 2。

9.差異表達分析

使用RaceID包的diffexpnb函數

10.通路富集分析和GSEA

使用clusterProfiler包和ReactomePA包

11.使用the Human Protein Atlas驗證蛋白表達

下面看一下部分結果

1.人體肝臟的單細胞分析

基於marker基因的表達,該圖譜包含了幾乎所有的肝細胞類型:肝細胞、EPCAM+膽管細胞(膽管細胞)、CLEC4G+肝竇內皮細胞(LSECs)、CD34+PECAMhigh大血管內皮細胞(MaVECs)、肝星狀細胞和肌成纖維細胞、庫普弗細胞和免疫細胞。根據本研究,該團隊還製作了網頁版圖譜,網址為:http://human-liver-cell-atlas.ie-freiburg.mpg.de/,以供更好的交互和可視化。

2.人肝細胞類型的分帶

3.人肝免疫細胞群

對CD163+VSIG4+ Kupffer細胞進行詳細分析,發現其亞群具有明顯的基因表達特徵。另外,還檢測了Kupffer細胞亞群與內皮細胞之間的共享基因表達和通路,進一步證明不同的細胞類型顯示功能合作。

總結

該研究建立了一個人肝細胞圖譜,揭示了主要肝細胞群的異質性和成人肝臟中上皮祖細胞的存在。

我們的圖譜揭示了肝細胞和內皮細胞的轉錄組範圍的分帶,並提示不同的肝細胞類型可能會相互合作來完成必要的功能。

EPCAM+TROP2int人群是潛在參與體內平衡轉換、肝臟再生、疾病發病機制和腫瘤形成的強有力的候選者。

關於HCC的分析表明,該圖譜為肝臟疾病的研究提供了關鍵參考,將有助於開發迫切需要的人類肝臟模型,包括類器官和人性化的肝臟嵌合小鼠模型。