小云今天带来的是巨型“水刊”Nature Communications”最近刚发的一篇单细胞测序方向的文章！不得不说，NC对单细胞测序真是情有独钟！小云已经记不清分享过多少来着NC的单细胞文章了。这篇文章是来自湘雅医院团队，通过单细胞转录组测序分析了酒渣鼻患者面部皮肤细胞的异常变化，并确定成纤维细胞在酒渣鼻发展中的关键作用。除了测序，作者还通过小鼠模型来验证发现的关键信号通路在酒渣鼻发展中的作用，以及成纤维细胞对酒渣鼻发展的影响。想通过单细胞发高分的小伙伴可以好好学习一下这篇文章。想自学单细胞测序的宝子也可以考虑我们的线上课程哦：-单细胞测序。掌握了这项机技术自己轻松拿捏SCI~没时间学习的话滴滴小云即可，方案设计和生信分析有我无忧！定制生信分析
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题目：单细胞转录组学揭示了异常的皮肤驻留细胞群，并确定成纤维细胞是酒渣鼻的决定因素关注公众号，后台发送“123”可以直接获取原文PDF，文献编号：241017
酒渣鼻是一种慢性炎症性皮肤病，其潜在的细胞和分子机制尚不清楚。在这里，我们从女性酒渣鼻患者和健康个体中生成面部皮肤的单细胞图谱。对9例女性酒渣鼻患者（3例毛细血管扩张性红斑（ETR）、3例丘疹性脓疱（PPR）、3例血肿性红斑（PhR））的病变和非病变面部皮肤以及3例女性健康人的面部皮肤进行了皮肤活检。对7种情况下的皮肤活检进行了scRNA测序：健康个体的面部皮肤（HS）， ETR患者的非病变和病变面部皮肤（ETR_N和ETR_L）， PPR患者的非病变和病变面部皮肤（PPR_N和PPR_L），PhR患者的非病变和病变面部皮肤（PhR_N和PhR_L）。显示与HS（健康对照）相比，酒渣鼻皮肤的细胞组成发生了显著变化。酒渣鼻患者病变皮肤的免疫细胞浸润由T细胞、巨噬细胞/树突状细胞、肥大细胞和B细胞组成。只有PPR皮肤显示成纤维细胞比例略有增加。由于炎症细胞浸润的增加，所有红斑痤疮类型的病变皮肤中角质形成细胞减少，即使在PPR的非病变皮肤中也是如此。这些结果揭示了酒渣鼻皮肤中细胞群的组成和变化。 角化细胞是皮肤表皮中最主要的细胞类型，已被证明参与多种炎症性皮肤病的发病机制。亚聚类分析将角质形成细胞分成14个亚簇。作者意外地发现了一个高表达CD74的角化细胞亚群，主要在PPR的病变皮肤中扩增，在ETR和PhR中略有增加。通过免疫染色，证实了CD74+角质形成细胞在所有酒渣鼻类型的病变表皮中扩增。 为了确定病变皮肤与健康或非病变皮肤之间CD74+角质形成细胞的差异，使用GO和KEGG进行GSEA分析。研究结果显示，在病变皮肤的CD74+角质形成细胞中，干扰素（IFN）相关通路显著上调，而皮肤屏障相关通路显著下调。值得注意的是，酒渣鼻中发现的皮肤屏障损伤的特征是多个粘附蛋白（CLDNs）下调。多种IFN相关基因的上调以及IFN信号通路的两种下游活性蛋白IRF1和p-STAT1的免疫染色进一步支持了IFN信号通路的过度激活。接下来作者研究了IFN信号在酒渣鼻中的功能作用。首先在scRNA-seq数据集中分析了I型干扰素的表达。结果表明IFNγ (IFNγ)信号通路在酒痤疮中的重要作用。接下来，作者建立了与酒渣鼻患者临床症状相似的cathelicidin ll37诱导的酒渣鼻样小鼠模型。通过CD4和IFNγ的共免疫染色，进一步证实了IFNγ主要在酒渣鼻样小鼠模型病变皮肤的T细胞中表达和上调。然后，皮下注射IFNγ中和抗体，研究IFNγ信号通路在酒渣鼻发展中的功能作用。正如预期，中和抗体注射显著抑制了IFNγ信号的激活，并明显减轻了小鼠的酒渣鼻样表型。这些结果确定了富含疾病的角质细胞亚群，IFNγ信号过度激活，这可能是皮肤屏障损伤和酒渣鼻发病的原因。 成纤维细胞是真皮中的主要细胞类型，然而，成纤维细胞在酒渣鼻发育中的功能作用尚不清楚。作者通过亚聚类分析，将成纤维细胞分成10个亚簇。分层聚类分析表明，成纤维细胞可进一步分为5个亚群，分别根据其特异性标记物分为补体C3+ (C3+)、IGFBP3+、SFRP2+、ASPN+和DSG1+。通过C3和成纤维细胞标记物DCN的联合免疫染色，证实了PPR患者病变皮肤中C3+成纤维细胞的显著扩增，并显示ETR和PhR病变皮肤略有增加。 为了明确C3+成纤维细胞在红斑痤疮发病中的潜在作用，利用标记基因进行了GSEA。结果显示，上调的通路主要与炎症相关，如趋化因子信号通路、细胞因子-细胞因子受体相互作用、TNF信号通路和NF-kappa B信号通路，提示C3+成纤维细胞具有明显的促炎作用。一系列趋化因子，包括CCL19、CXCL1、CXCL2和CXCL12，被证明在PPR患者病变皮肤的C3+成纤维细胞中高表达。 免疫系统失调是酒渣鼻的标志，但单细胞水平上免疫细胞的变化尚未确定。为了研究酒渣鼻中T细胞的变化，作者整合了来自所有样本的T细胞，产生了7个亚簇（T_c0至T_c6），其中T_c1是CD8阳性细胞，而其他是CD4阳性细胞。发现T_c3（高表达TRM标记基因ITGAE21）在酒渣鼻中轻度扩增，这是由两种典型TRM细胞标记CD69和CD103共同免疫染色证实的。 将巨噬细胞/DCs分为1个巨噬细胞群和3个DC （DC1、DC2和DC3）群。与HS和N皮肤相比，PPR病变皮肤中巨噬细胞百分比明显增加，ETR和PhR皮肤中巨噬细胞百分比略有增加，而酒渣鼻中DC未见明显变化。为了揭示巨噬细胞在病变皮肤和HS/N之间的转录变化，进行了差异表达基因（DEGs）分析，发现PPR患者病变皮肤中参与T细胞活化和分化的多种趋化因子增加。进一步的GSEA分析显示，在所有酒渣鼻亚型的巨噬细胞中，补体和凝血级联、抗原加工和呈递、与免疫应答相关的toll样受体信号通路普遍上调。为了确定哪种细胞类型在协调复杂的网络中起主导作用，作者进行了CellChat分析，以调查酒渣鼻细胞类型之间的细胞间相互作用。在所有酒渣鼻亚型的病变皮肤中，总体相互作用数量和强度都有所增加，尤其是在PPR中。成纤维细胞是输出信号的主要细胞，而T细胞、B细胞和巨噬细胞等免疫细胞是主要的受体细胞。为了进一步确定成纤维细胞参与酒渣鼻发病的机制，在酒渣鼻患者的病变皮肤中，使用富集的基因对每种细胞类型进行GSEA分析。结果显示，在所有细胞类型中，成纤维细胞在促炎通路和血管扩张通路相关的类别中都有过多的代表，这进一步被它们的特征基因，如CCL19和PTGDS的表达所证实。其中，成纤维细胞被证明表达高水平的趋化因子CCL19，该趋化因子主要通过配体-受体相互作用与PPR中的CCR7+ T细胞连接。此外，作为一种血管舒张相关因子，PTGDS在成纤维细胞中特异性表达，在酒渣鼻中显著升高，尤其是在ETR和PPR中。因此，PGD2，PTGDS的产物，在酒渣鼻病变皮肤中显著增加。总之，这些结果表明成纤维细胞在酒渣鼻发育过程中与免疫细胞和血管壁细胞相互作用中起关键作用。 鉴于成纤维细胞被认为是病变皮肤中产生促炎和血管扩张信号的主要细胞类型，作者接下来研究了这些细胞是否在酒渣鼻的发展中发挥功能作用。建立酒渣鼻样小鼠模型。WT小鼠表现出明显的酒渣鼻样皮炎，但皮肤成纤维细胞消融小鼠无法出现典型的酒渣鼻样表型。此外，这些小鼠的真皮层炎症细胞浸润和疾病特征性炎症因子也显著改善。 为了进一步验证成纤维细胞在酒渣鼻发病机制中的关键作用，作者重点研究了PTGDS，这是一个在酒渣鼻皮肤病变成纤维细胞中特异性表达和上调的基因。在指定时间皮下注射PTGDS并重组siRNA两次，以敲低小鼠皮肤中的PTGDS。结果表明，PTGDS的敲低不仅显著改善了小鼠的酒渣鼻样特征，而且还减少了小鼠的真皮浸润细胞和炎症因子。此外，通过CD31的免疫组化（IHC），证明Ptgds敲低改善了血管的异常扩张。综上所述，这些发现表明成纤维细胞在酒渣鼻的发病机制中起着主要的决定作用。 研究阐明了皮肤细胞群的细胞和分子景观，并确定成纤维细胞是酒渣鼻发展的关键决定因素，强调了间质亚群在治疗这种疾病中的作用。 单细胞测序目前仍然是高分代名词，NC更是可遇不可求，谁能不心动？如果你的电脑带不动大批量样本分析，别着急，可以找小云试用稳定高速服务器，瞬间让分析顺畅无比。
