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文章标题：Improved integration of single-cell transcriptome data demonstrates common and unique signatures of heart failure in mice and humans
中文标题： 改进的单细胞转录组数据整合证明了小鼠和人类心力衰竭的共同和独特特征
发表期刊：Gigascience
发表时间：2024年1月
影响因子：11.8/Q1
研究背景
研究方法
动物实验是提高我们对病理生理状况的理解和预测对新治疗方法的反应的有力工具，为了研究心血管疾病，左冠状动脉前降支模型 （LAD） 的结扎通常用于诱发心肌梗死，从而导致射血分数降低的缺血性心力衰竭 （HFrEF），因此，LAD 被结扎以模拟梗死后发生的凝结动脉。为了解决 HFrEF 在人与小鼠模型中的可比性，我们使用了单核 RNA 测序数据，使我们能够以高分辨率和准确性评估所有心肌细胞群中的转录调节途径 。为了分析来自各种样本的单细胞 RNA 测序 （scRNA-seq） 数据，开发了整合管道，将来自不同受试者的单个细胞组合成具有相似表达模式的簇。对于直系同源物分配过程，我们在工作流程中实现了一种算法，通过使用 Ensembl、NCBI 和 Uniprot的数据库，在整合发生之前调整物种之间的不同命名法。使用我们新建立的与标准 seurat 工作流程完全兼容的管道，我们探索了与人类样品相比，HFrEF 小鼠模型中的基因表达模式。
结果分析
1.1对1直系同源物分配
为了生成这些 1 对 1 的直系同源物，我们利用 Needleman-Wunsch 算法在 Ensembl 数据库检索到的可能直系同源物之间执行成对全局比对。
2. 与其他集成方法的比较
snRNA-seq 数据集成与来自 OrthoIntegrate 和其他直系同源物数据库的直系同源物的比较。
3. 小鼠和人类之间的基因表达差异
我们使用差异表达基因 （DEG） 分析显示 HFrEF 上的调控基因具有很强的相似性。
4. 通路富集导致心肌细胞
我们通过GSEA 分析揭示了人心肌细胞心力衰竭的调节途径比小鼠更多。
文章小结
为了在单细胞分辨率下比较转录特征，我们实施了一个名OrthoIntegrate 的集成管道，它唯一地分配直系同源物，从而合并不同物种的单细胞 RNA 测序 （scRNA-seq） RNA。该管道的设计易于使用，并且可以完全集成到标准的 Seurat 工作流程中。我们将 OrthoIntegrate 应用于射血分数降低 （HFrEF） 心力衰竭患者心脏组织的 scRNA-seq 和慢性梗死后小鼠的 scRNA-seq，这是一种常用的模拟 HFrEF 的小鼠模型。我们发现了人类 HFrEF 患者和相应的小鼠模型之间共享和不同的调节途径。54% 的基因受到普遍调控，包括心肌细胞能量代谢的重大变化。然而，几种调节途径 （例如血管生成） 在人类中受到特异性调节。（对文章研究思路感兴趣的老师，欢迎扫码和CC一起交流）
