文章概述
文章标题：《Single-cell analysis of the cellular heterogeneity and interactions in the injured mouse spinal cord》
发表日期和杂志：2021年发表在JEM上
在线阅读链接：https://doi.org/10.1084/jem.20210040
上期推文回顾：小鼠脊髓损伤后细胞异质性和相互作用-1
上篇推文一起了解了文章的单细胞实验设计及数据详情，以及文章的分析方法，第一层次降维聚类分群结果和髓系细胞细分。
接下来一起来看一下剩余的分析内容
胶质细胞细分
确定了四种小胶质细胞亚型：
稳态小胶质细胞是根据其表达的几种带注释的稳态小胶质细胞标记物，如P2ry12、Siglech和Tmem119来鉴定的
在未损伤的脊髓中，稳态小胶质细胞是主要的髓系细胞群，但到1 dpi时，它们被显示不同转录特征的小胶质细胞亚型所取代。
确定了三种非稳态小胶质细胞亚型，根据其生物过程的基因本体(GO)功能，它们被标记为炎症性、分裂性和迁移性小胶质细胞
炎症性小胶质细胞：主要与细胞死亡和细胞因子产生相关，通过低表达嘌呤受体P2ry12和增加表达Igf1来识别。 分裂性小胶质细胞：主要与细胞周期相关，表达低水平的P2ry12，增加表达Msr1，以及高水平的与细胞周期相关的基因，如Cdk1。 迁移性小胶质细胞：与细胞迁移和运动能力相关，表达低水平的P2ry12，高水平的Msr1和生长因子Igf1。
巨噬细胞亚型
除了边界相关的巨噬细胞和树突状细胞外，还发现了单核细胞和两种巨噬细胞亚型。根据基因本体（GO）生物学过程术语，这两种巨噬细胞亚型被命名为趋化诱导型巨噬细胞和炎症型巨噬细胞。
趋化诱导型巨噬细胞：与中性粒细胞和嗜酸性粒细胞等其他白细胞的趋化性相关。 炎症型巨噬细胞：与胶质细胞和巨噬细胞的激活以及炎症反应相关。
不同时间点上的细胞分布：
在伤后1天（1 dpi），中性粒细胞、单核细胞和趋化诱导型巨噬细胞是主要的细胞群。 在伤后7天（7 dpi），炎症型和趋化诱导型巨噬细胞成为主要的细胞群。
两种巨噬细胞亚型都表达了溶酶体基因Cd63，但通过血红素加氧酶Hmox1在趋化诱导型巨噬细胞中的优先表达，以及炎症型巨噬细胞中的ApoE来区分。
热图显示了单核细胞-巨噬细胞谱系中独特和重叠的分子特征
这两种巨噬细胞亚型并不符合传统的M1/M2遗传命名法
都表达了低水平的M1标记基因，当所有髓系细胞根据这些标记基因进行层次聚类时，炎症型和趋化诱导型巨噬细胞聚集在一起，表明它们不能基于传统的M1分类进行区分。
在使用M2标记基因进行聚类时分开了，但这主要是由于趋化诱导型巨噬细胞中Chil3和Arg1的表达水平更高。
血管尖端细胞（tip cells）动态研究
为了更好地理解血管细胞的异质性，对内皮细胞、成纤维细胞和周细胞进行了进一步的聚类分析。通过聚类分析，识别出九种不同的血管细胞亚型。
血管亚型的umap揭示了内皮细胞和壁细胞之间的粗略分裂，并显示出特定的时间进展
识别出成纤维细胞、周细胞和血管平滑肌细胞（VSMCs）作为三种不同的周细胞群，这些细胞群分别基于它们对Col1a1、Kcnj8和Acta2的表达进行了识别。
还识别出一种未知的血管亚型，这种亚型与周细胞群聚在一起，因为它与周细胞在分子上相似，但也表达内皮细胞标记。
基于注释的标记基因识别出动脉、静脉和毛细血管亚型：
动脉内皮细胞：通过表达Gkn3和Stmn2来识别动脉内皮细胞。 静脉内皮细胞：通过表达Vwf和Vcam1来识别静脉内皮细胞。 毛细血管内皮细胞：通过表达一般内皮细胞标记Ly6a和Cldn5，以及缺乏选择性的动脉和静脉标记来识别毛细血管内皮细胞。 尖端细胞（Tip Cells）：第四个内皮细胞簇被识别为尖端细胞，基于它们表达典型标记Apln。
尖端细胞是血管生成和血管生成过程中的先导细胞，在脊髓损伤中尚未被系统地评估。未损伤脊髓中没有尖端细胞，但在1 dpi时显著增加，在7 dpi时逐渐减少
血管生成素(Angpt)和VEGF信号的细胞相互作用
为了深入了解SCI后血管生成期间的细胞间相互作用，使用CellPhoneDB工具计算了基于两种细胞之间配体和其受体平均表达水平的“相互作用得分”。
利用已知的所有配体-受体对数据库，在无监督的情况下确定了内皮细胞/尖端细胞与其他细胞类型在损伤部位的潜在相互作用。
分别为髓系、血管和胶质巨细胞类型生成了相互作用图
Angpt和Vegf信号传导的作用：
Angpt1作为激动剂促进血管内皮的稳定，而Angpt2作为拮抗剂通过与Tie2受体结合促进血管内皮的不稳定。 在伤后1天（1 dpi），Angpt2与Tie2的相互作用仅在血管细胞中出现。
Vegf家族成员的作用：
Vegfa与内皮细胞上的Vegfr1和Vegfr2结合，促进尖端细胞在血管生成过程中的增殖、存活和定向芽生。 许多细胞类型在髓系、血管和胶质巨细胞类别中显示出高Vegfa相互作用得分。
文章小结
通过单细胞测序生成了一个包括未损伤和损伤脊髓的单细胞转录组数据集，涵盖了1、3和7天损伤后（dpi）的时间点。 揭示了多种细胞类型及其亚型的独特分子特征，并识别了在急性期内损伤诱导的亚群的短暂出现。 通过评估不同细胞类型上的配体-受体对的表达，突出了可能介导血管生成、神经胶质化和纤维化的潜在信号关系。
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