Nature Communications！「单细胞+空间转录组」让你的研究“多点开花”！思路瞬间升级！

学术 2024-07-31 19:00 上海

“你是风儿~我是沙~”用来形容单细胞测序和空间转录组非常贴切！单细胞测序通过分析单个细胞的基因表达，揭示了细胞群体内部的异质性和细胞状态的细微差别。而空间转录组学则在单细胞分辨率的基础上增加了空间信息的维度，能够展示细胞如何在组织中分布以及它们如何相互作用形成复杂的微环境。简单来说，单细胞测序为我们提供了细胞的“身份”，而空间转录组学则告诉我们这些细胞在“哪里”以及它们如何“互动”。

今天给大家带来一篇创新性满满的“单细胞+空间转录组”文章，相关结果发表在今年5月的Nature Communications上。阿鲸细细阅读了这篇文章，发现其拿到高分绝对是名副其实！主要有以下几个优点：

1.该研究创新性地将单细胞测序与空间转录组学相结合，提供了肠道相关淋巴组织中细胞群体的高分辨率空间和分子层面的视图，这不仅加深了我们对GALT细胞组成和微环境的理解，而且为研究肠道免疫和相关疾病提供了新的研究策略。

2.本研究结合单细胞测序与成像质谱细胞术(IMC)，深入分析了GALT的B细胞亚群，揭示了DN2细胞在SED和FAE区域的特征，为理解肠道免疫提供了分子层面的新见解。

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题目：双阴性B细胞和DNASE1L3与肠道相关淋巴组织中的微生物群共定位

杂志：Nature Communications

影响因子：IF=14.7

发表时间：2024年5月

肠道内稳态是通过肠道相关淋巴组织对细菌通过滤泡相关上皮进入上皮下穹窿的反应来维持的。人们对抗原的最初反应以及细菌是如何被处理的还不完全清楚。因此，本研究通过单细胞和空间转录组技术揭示肠道微生物群与宿主免疫系统的相互作用，为理解肠道健康和自身免疫疾病提供了新的视角。

本研究采用迭代应用空间转录组学和多重单细胞技术，首先识别了肠相关淋巴组织中双阴性B细胞的富集，随后分析了这些细胞与表达DNASE1L3和C1q的树突状细胞的相互作用，最终探讨了这些相互作用在肠道免疫稳态中的作用。

1、双阴性(CD27-IgD-) B细胞在人GALT中富集

研究人员利用质谱细胞术分析了5名健康个体的血液和肠相关淋巴组织（GALT）中的细胞，特别是CD19+ B细胞。通过viSNE降维和SPADE分析，研究人员发现与血液相比，GALT中双阴性B细胞（特别是DN2/3细胞）富集，这些细胞表达较低水平的CD21。此外，DN2/3细胞在GALT中表达较高水平的FcRL4，表明它们可能靠近上皮细胞，并且表达较低的CD40和HLA-DR，暗示它们与T细胞的相互作用能力降低，表现出上皮细胞接近性和T细胞独立性（图1）。

图1 用细胞计数法比较GALT和PBMC中b细胞

2、人GALT中B细胞亚群的分布

使用成像质谱细胞术(IMC)揭示了5名捐献者GALT中B细胞亚群的微解剖位置。B细胞通过CD20表达被识别，DN2 B细胞在SED和FAE区与上皮近，且数量占优。CD11c+ B细胞在SED中与DN2细胞相互作用，显示DN2细胞在GALT粘膜前线的关键作用（图2）。

图2 成像细胞术分析GALT中的b细胞

3、空间转录组学对上皮下穹窿的研究

利用空间转录组学，研究揭示了人类结肠GALT中DN2细胞微环境的特征。分析了5个GALT位点，确认淋巴组织相关基因的表达模式。发现SED区域中DNASE1L3和补体成分C1Q、C3、C1R表达富集，这些与狼疮自身免疫疾病相关。DNASE1L3的表达与抗DNA抗体产生有关，为DN2细胞在GALT功能提供了新见解（图3）。

图3 GALT的空间转录组学分析

4、DNASE1L3在固有层上皮下巨噬细胞中的表达

在GALT的上皮边界附近，DNASE1L3表达于固有层巨噬细胞。在6名供体的GALT样本中，ITGAX+CD163+CD68+的巨噬细胞表现出DNASE1L3的表达，尤其在接近肠腔的上皮下区域。表达模式的差异表明DNASE1L3与位置相关而非细胞类型，支持其诱导性的已知特性（图4）。

图4 结肠固有层中ITGAX和DNASE1L3的表达

5、DNASE1L3表达与细菌分布的关系

利用RNAscope技术在5名捐献者中检测到SED区域中靠近上皮的FAE和SED有细菌RNA，且这些区域的细胞表达DNASE1L3。进一步的IMC分析和高分辨率共聚焦显微镜观察表明，这些细菌可能是完整的，并且代表了正常肠道菌群的成员，这表明DNASE1L3+ DC可能在GALT中参与了对肠道菌群的初次免疫反应（图5）。

图5 凋亡碎片和DNASE1L3在人和小鼠中的分布

综上，本研究通过单细胞+空间转录组技术探究双阴性B细胞（DN2）与DNASE1L3表达的树突细胞在肠相关淋巴组织中与肠道菌群共定位，可能参与了对肠道细菌的免疫应答，对于维持肠道稳态和自身免疫病具有重要作用。文章整体思路清晰，行云流水的思路，繁花似锦的结果！利用单细胞+空间转录组技术可以让你的文章“多点开花”，掌握这项技术，从此冲击顶刊不是梦！关注阿鲸，每天给你分享研究热点和新颖思路，科研路上不迷路！

文献信息：PMID: 38744839 DOI: 10.1038/s41467-024-48267-4

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