如何通过单细胞数据构建不同细胞间的互作图谱?

文摘   2024-11-05 17:00   北京  


细胞通讯是多细胞生物中普遍存在的现象,这种机制对生长发育、分化、组织器官的形成、稳态的建立至关重要。单细胞转录组测序可以获得不同细胞类型中配体和受体基因表达信息,结合数据库可推断不同细胞间的相互作用。目前格致博雅团队已搭建了完整的动物、植物细胞通讯分析流程。

T细胞与肿瘤细胞间的相互作用




什么是细胞通讯,如何实现细胞通讯?




细胞通讯分析可研究不同细胞类型之间如何通过信号分子(如配体和受体)进行交流,对于理解组织和器官协调运作方面具有重要意义。


细胞通讯分析需要预先了解配体-受体的相互作用关系、配体和受体基因的表达情况这两个关键信息。


我们基于CellChat数据库获得配体-受体之间的分子互作关系。互作关系包括细胞自分泌/旁分泌互作、细胞外基质-受体互作、细胞间接触互作等。基于单细胞转录组测序数据获得配体 & 受体基因表达信息。




细胞通讯应用思路




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STRATEGY 1

分析策略一

不同物种间 | 探究共有的细胞通讯模式


2024年发表于Journal of Advanced Research上的关于鸡性别决定机制的单细胞研究文章中,针对六种脊椎动物(人类、猕猴、小鼠、猪、山羊和鸡)性腺细胞进行跨物种的细胞通讯分析,结果表明支持细胞与间质细胞和内皮细胞之间存在强烈的通讯,且这些相互作用模式在物种间相似。



六个物种性腺样本中的全局细胞间通讯分析[1]


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STRATEGY 2

分析策略二


同一物种的不同发育时期 | 将细胞互作关系按照 KEGG Pathway 进行分类


2023年发表的关于牛骨骼肌发育的单细胞研究文章中,作者对三个不同发育时期的牛骨骼肌单细胞转录组数据进行了细胞通讯分析,将获得的配体-受体互作信息基于KEGG Pathway进行分类。前人研究表明WNT信号通路调节肌肉形成,本研究发现了WNT通路的关键配体-受体对:WNT7A-FZD3 /LRP6。


三个不同发育时期(FB 、CB和AB)推断出的WNT信号网络[2]



3

STRATEGY 3

分析策略三

关注某一细胞类型 | 探究该细胞类型内及该细胞类型与其他细胞类型间的互作


2020年发表于Theranostics上的关于小鼠毛囊发育的单细胞研究文章中,该研究通过对小鼠毛囊不同发育时间点,选取真皮和表皮细胞并将其划分为不同的细胞亚群,对相同亚群及不同亚群间的受体-配体相互作用进行分析,发现在不同发育时间点,不同亚群间存在强烈的相互作用关系,相同细胞亚群富集的受体-配体对显示强烈的自分泌信号,表明强大的细胞间通讯参与了早期毛囊发育。



细胞通讯分析揭示小鼠毛囊发育中细胞的相互作用[3]



以上就是今天介绍的全部内容了~


参考文献

[1]Jianbo Li, Xiuan Zhang, Xiqiong Wang, Zhen Wang, Xingzheng Li, Jiangxia Zheng, Junying Li, Guiyun Xu, Congjiao Sun, Guoqiang Yi, Ning Yang, Single-nucleus transcriptional and chromatin accessible profiles reveal critical cell types and molecular architecture underlying chicken sex determination, Journal of Advanced Research.

[2]蔡翠翠.基于scRNA-seq及scATAC-seq构建牛骨骼肌发育的单细胞图谱[D].西北农林科技学,2023.DOI:10.27409/d.cnki.gxbnu.2023.002477.

[3]Ge W, Tan S J, Wang S H, et al. Single-cell Transcriptome Profiling reveals Dermal and Epithelial cell fate decisions during Embryonic Hair Follicle Development[J]. Theranostics, 2020,10(17):7581-7598.





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