14.7/Q1,河南科技大学揭秘火龙果衰老的秘密:单细胞与空间RNA测序揭示果实衰老时空轨迹

文摘   2024-11-27 18:11   陕西  

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文章标题:PDGFRαITGA11 fibroblasts foster early-stage cancer lymphovascular invasion and lymphatic metastasis via ITGA11-SELE interplay++

中文标题:PDGFRαITGA11 成纤维细胞通过 ITGA11-SELE 相互作用促进早期癌症淋巴血管浸润和淋巴转移++

发表期刊:Caner Cell

发表时间:20240229

影响因子:48.8/Q1

研究背景

火龙果(Hylocereus undatus)果实衰老是一个复杂的生理过程,涉及多种细胞类型的相互作用。然而,这些细胞类型在果实衰老中的个体角色尚不清楚。本研究旨在通过构建火龙果果皮的单细胞表达图谱,揭示外果皮和中果皮细胞在衰老过程中的关键变化,为理解植物果实衰老的动态过程提供新的视角

研究方法

本研究采用了单细胞RNA测序空间RNA测序多组学方法,构建了火龙果果皮的单细胞表达图谱,揭示了不同细胞类型在果实衰老过程中的时空变化。通过拟时分析,研究者建立了细胞分化和基因表达的轨迹,揭示了早期氧化应激失衡、外果皮细胞的抗性激活以及晚期中果皮细胞中衰老相关蛋白的累积。此外,研究还发现了早期响应因子HuCMB1在衰老调控网络中的中心作用。这些方法综合运用,为深入理解植物果实衰老的动态过程提供了时空视角。

研究结果

1.在衰老过程中生成 H. undatus pericarp 的细胞图谱

提取果皮单细胞,应用scRNA-seq技术,分析H. undatus果皮衰老基因表达。通过优化分离和去除杂质,成功获得活细胞,构建文库并测序。共鉴定出27,735个基因,分为13个细胞簇,发现CK组和Post组细胞簇丰度差异。

2.果皮的空间转录组测序及细胞类型识别

使用10× Visium平台对H. undatus果皮进行空间转录组分析,优化组织透化,获得有效数据,成功区分5个区域的7个细胞簇。

3.亚聚类分析区分了 H. undatus 果皮关键成分中属于不同样品的细胞

储存后衰老果皮细胞组成显著变化,外果皮细胞减少,中果皮细胞增加。UMAP和显微图像证实了这些变化,分析聚焦于探索EX和ME细胞亚群。

4.伪时间分析揭示了中果皮和外果皮中成熟和衰老细胞的时间转换轨迹

研究H. undatus果皮衰老,发现外果皮和中果皮细胞分化模式不同。通过伪时间分析,揭示了与氧化应激、代谢过程、细胞抗逆性、衰老和种子发育相关的基因表达变化。

5.通过 VIGS 在衰老过程中对 HuCMB1 进行功能验证

通过RT-qPCR验证scRNA-seq结果,HuCMB1、HuSAG12、HuERD6-2和HuMED32基因在果皮衰老不同阶段表达差异显著。VIGS技术证实HuCMB1在衰老中的关键作用。

文章小结

本文通过多组学技术,综合分析了火龙果果皮衰老过程中的基因表达变化。研究不仅涉及单一组学数据,而是整合了转录组学、蛋白质组学和代谢组学等多个层面的信息,以全面揭示果皮细胞衰老的分子机制。通过这种多维度的分析方法,研究揭示了衰老过程中关键基因的表达模式,以及它们在中果皮和外果皮中的特异性定位,为理解果皮衰老的复杂调控网络提供了新的视角。对这种思路感兴趣的老师,欢迎联系小编!

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