IF=6.1,转录组学+单细胞 RNA 测序:揭示了良性前列腺增生结节形成过程中上皮细胞的改变

文摘   2024-12-29 18:00   陕西  

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文章标题:Integrating spatial transcriptomics and single-cell RNA sequencing reveals the alterations in epithelial cells during nodular formation in benign prostatic hyperplasia

中文标题:整合空间转录组学和单细胞 RNA 测序揭示了良性前列腺增生结节形成过程中上皮细胞的改变

发表期刊:Journal of Translational Medicine 

发表时间:2024年4月

影响因子:6.1


研究背景

良性前列腺增生(良性前列腺增生)是一种非常普遍的疾病,约25%的男性在其一生中会受到影响。增殖性结节形成是良性前列腺增生的特征性病理特征,是前列腺体积增大和随后的下尿路症状(LUTS)的主要原因。目前对于具体机制在很大程度上还是未知的,目前的技术局限阻碍了良性前列腺增生患者的体内研究,上皮细胞中发生的改变及其在增殖结节形成过程中的功能尚不清楚。

研究思路

首先对所研究疾病的患者和样本进行采集并在数据库下载人相关前列腺scRNA-seq数据,随后使用Visium平台(10×基因组学)进行空间转录组分析,并使用HiSeq X10(Illumina)进行测序;对基质矩阵进行标化降维聚类等一系列分析,计算细胞特征基因集分数;为了获得细胞群在空间区域中的分布,使用整合的scRNA-seq数据集作参考,对其组织学结构进行细胞类型分解;使用R进行单细胞基因集富集分析并利用Monocle确定表现出潜在发育关系的细胞亚型的谱系分化。最后进行免疫荧光染色、组织化学染色和统计分析。

结果分析

1.ST与scRNA-seq技术相结合,能够识别与BPH组织中不同细胞类型相关的空间特征
根据基因表达共鉴定出16个聚类。根据已建立的标记基因,共计84,835个细胞被注释为上皮细胞、基质细胞(内皮细胞、成纤维细胞和平滑肌细胞[SMC])和免疫细胞(T细胞、髓系细胞、浆细胞、肥大细胞和B细胞);通过对由2945个斑点组成的BPH样品进行ST分析来评估不同细胞类型的空间分布。
2.ST与scRNA-seq技术相结合,能够识别与BPH组织中不同上皮亚型相关的空间特征
首先使用scRNA-seq数据进行了基于图形的亚聚类分析,以识别不同的亚群,显示了8个BE细胞亚组、2个LE细胞亚群、1个Club细胞亚组和1个Hillock细胞亚组的鉴定。表现出显著上调的BE特征评分和KRT5KRT14KRT15表达的簇被归类为BE细胞。

3. 描绘了从LE到BE细胞以及从结节外BE细胞到结节内BE细胞的转变的伪时间细胞轨迹

此研究构建了LE2和BE5细胞亚群的伪时间细胞轨迹,以阐明BPH中从LE细胞过渡到BE细胞的进化动力学,进化树描绘了从LE2到BE5的轨迹,模拟了从LE到BE细胞的转化过程。LE2细胞分叉成命运1和命运2分支,其中命运1导致LE2细胞转变为BE5细胞,而命运2由持续的LE2细胞组成。

文章小结

研究旨在通过利用对细胞的准时间轨迹分析来阐明腺体和基质结节形成之间的相关性,运用空间转录组技术可以克服现在的技术限制,全面理解细胞之间功能的相互作用和结节形成关系。(对文章数据库和分析方法感兴趣或需要生信分析服务的老师,欢迎关注小鱼一起交流)

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