单细胞测序分析深龋与健康牙髓细胞图谱
鉴定深龋中牙髓干细胞亚群的改变及其与免疫细胞的相互作用
利用GEO数据库的GSE185222单细胞RNA测序数据,对深龋和健康牙髓组织进行细胞聚类、差异表达基因分析和CellChat细胞通讯分析。
Impact of intercellular adhesion molecule 1-positive dental pulp stem cells in deep caries progression
包含单细胞测序、体外细胞功能验证(成牙本质分化、细胞因子分泌)、巨噬细胞共培养及小鼠深龋模型等多层级证据,并有机制验证(TNF-α诱导、CEBPD通路)。
人牙髓干细胞(DPSCs) THP-1巨噬细胞 小鼠上颌第一磨牙深龋模型 人深龋牙髓组织样本
单细胞测序数据来自GSE185222,包含2个深龋和1个健康牙髓样本 ICAM1+ DPSCs的分选及功能实验采用体外培养的人DPSCs(P3-P5代) THP-1细胞条件培养基处理(ICAM1+或ICAM1− DPSCs上清:巨噬细胞培养基=1:2)时间1-3天 TNF-α诱导DPSCs分化实验采用0-80 ng/mL浓度处理24小时 啮齿动物深龋模型:C57BL/6小鼠,1/4球钻磨除上颌第一磨牙近中尖,覆盖1 μg/mL LPS 3分钟
提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。
按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。
鉴定深龋中牙髓干细胞亚群的改变及其与免疫细胞的相互作用
利用GEO数据库的GSE185222单细胞RNA测序数据,对深龋和健康牙髓组织进行细胞聚类、差异表达基因分析和CellChat细胞通讯分析。
在人及小鼠牙髓组织中验证ICAM1+ DPSCs在深龋时是否增加
通过免疫荧光(TSA)和流式细胞术检测人及小鼠深龋牙髓组织中ICAM1+ DPSCs的比例。
比较ICAM1+ DPSCs与ICAM1− DPSCs的成牙本质分化能力
通过流式分选获得ICAM1+和ICAM1− DPSCs,在成牙本质诱导培养基中培养7-14天,进行碱性磷酸酶染色、茜素红染色、RT-qPCR和Western blot检测分化标志物。
揭示ICAM1+ DPSCs中炎症相关基因和转录因子的变化
对ICAM1+和ICAM1− DPSCs进行RNA-seq,结合SCENIC分析预测转录因子调控网络,并通过RT-qPCR、Western blot和ELISA验证关键基因和蛋白的表达及分泌。
验证ICAM1+ DPSCs是否通过分泌细胞因子促进巨噬细胞促炎极化
用ICAM1+ DPSCs和ICAM1− DPSCs的条件培养基培养THP-1细胞1-3天,通过流式细胞术、RT-qPCR和Western blot检测促炎和修复标志物的变化。
探索哪些巨噬细胞因子能诱导DPSCs向ICAM1+分化
用不同细胞因子(IL-1β、IL-4、IL-6、IL-10、TNF-α)处理DPSCs,并通过流式、RT-qPCR和Western blot检测ICAM1表达,进一步用不同浓度TNF-α(0-80 ng/mL)处理24小时。
在体内验证深龋进展中ICAM1+ DPSCs的变化
建立小鼠上颌第一磨牙深龋模型,在不同时间点(1、3、5、7、14、28天)提取牙髓,通过流式细胞术和免疫荧光检测ICAM1+ DPSCs的比例。
按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。
| 实验环节 | 名称 | 品牌 | 货号 |
|---|---|---|---|
| 细胞培养 | 杜尔贝科改良 Eagle 培养基 | Gibco | -- |
| 胎牛血清 | Gibco | -- | |
| 青霉素 | HyClone | -- | |
| 链霉素 | HyClone | -- | |
| 胰蛋白酶 | HyClone | -- | |
| 巨噬细胞培养 | RPMI 1640培养基 | Gibco | -- |
| 佛波醇12-十四酸酯13-乙酸酯 | -- | -- | |
| 流式细胞术 | 分散酶II | Beyotime | -- |
| 胶原酶I | Yeasen | -- | |
| 流式细胞术染色缓冲液 | Proteintech | PF00016 | |
| ABflo® 450 兔抗人CD45单克隆抗体 | Abclonal | A25195 | |
| ABflo® 488 兔抗人MCAM/CD146单克隆抗体 | Abclonal | A22520 | |
| ABflo® 647 兔抗人ICAM-1/CD54单克隆抗体 | Abclonal | A22313 | |
| ABflo® 488 兔抗小鼠CD45单克隆抗体 | Abclonal | A23707 | |
| ABflo® 594 兔抗小鼠CD146单克隆抗体 | Abclonal | A24399 | |
| ABflo® 647 兔抗小鼠/大鼠CD54单克隆抗体 | Abclonal | A24895 | |
| 纯化抗人IgG Fc抗体 | BioLegend | 366902 | |
| APC抗人CD11b抗体 | BioLegend | 379905 | |
| PE/Cyanine7抗人CD86抗体 | BioLegend | 374209 | |
| FITC抗人CD206抗体 | BioLegend | 321103 | |
| 流式细胞术固定缓冲液 | Proteintech | PF00016 | |
| 流式细胞术透化缓冲液 | Proteintech | PF00017 | |
| 成牙本质分化 | 抗坏血酸 | -- | -- |
| β-甘油磷酸钠 | -- | -- | |
| 地塞米松 | -- | -- | |
| BCIP/NBT碱性磷酸酶显色试剂盒 | Beyotime | -- | |
| 茜素红S染色液 | Solarbio | -- | |
| ELISA | ELISA试剂盒 | Youkelife | -- |
| RT-qPCR | SPAREasy细胞RNA快速提取试剂盒 | Sparkjade | -- |
| PrimeScript™ RT预混液 | Takara Bio | RR036A | |
| TB Green Premix Ex Taq™ | Takara Bio | RR420A | |
| Western blot | RIPA蛋白裂解液 | Beyotime | -- |
| BCA蛋白定量试剂盒 | Beyotime | -- | |
| 聚偏二氟乙烯膜 | Epizyme | -- | |
| ICAM1抗体 | Proteintech | 16174-1-AP | |
| ALP抗体 | HUABIO | ET1601-21 | |
| RUNX2抗体 | HUABIO | ER1802-78 | |
| DSPP抗体 | Bioss | 8557R | |
| DMP1抗体 | Invitrogen | PA5-103323 | |
| IL-6抗体 | HUABIO | R1412-2 | |
| IL-1β抗体 | Proteintech | 26048-1-AP | |
| β-肌动蛋白抗体 | Proteintech | 66009-1-IG | |
| 辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔抗体 | HUABIO | HA1001 | |
| 辣根过氧化物酶标记的山羊抗小鼠抗体 | HUABIO | HA1006 | |
| 动物实验 | 大肠杆菌脂多糖 | Thermo Fisher | -- |
| 免疫荧光 | CD146/MCAM多克隆抗体 | Proteintech | 17564-1-AP |
| CD146重组兔单克隆抗体 | HUABIO | ET7107-91 | |
| ICAM-1多克隆抗体 | Proteintech | 16174-1-AP | |
| ICAM1重组兔单克隆抗体 | HUABIO | ET1609-46 | |
| 辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔IgG | Servicebio | G1213-100UL | |
| TSA荧光工作液 | -- | -- | |
| 流式细胞术 | CytoFLEX LX流式细胞仪 | Beckman | -- |
| 细胞分选 | MoFlo Astrios EQ流式分选仪 | Beckman | -- |
| 成像 | EVOS M5000显微镜 | Invitrogen | -- |
| ELISA | Synergy H1酶标仪 | Bio Tek | -- |
| RT-qPCR | CFX384 Touch实时荧光定量PCR仪 | Bio-Rad | -- |
| Western blot | Amersham ImageQuant 800成像系统 | Cytiva | -- |
| 免疫荧光 | 奥林巴斯数字切片扫描仪(VS200) | Olympus | -- |
| RNA-seq | Trizol试剂 | -- | -- |
| Qubit荧光定量仪 | -- | -- | |
| Qsep400高通量生物片段分析仪 | -- | -- | |
| Illumina测序平台 | Illumina | -- | |
| 动物实验 | 大肠杆菌脂多糖 | Thermo Fisher | -- |
汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。
| 环节 | 核对要点 |
|---|---|
| 单细胞测序分析 | 数据来源GSE185222,样本包含2个深龋和1个健康磨牙牙髓;分析使用Seurat 4.3.1,Harmony整合,UMAP降维,FindAllMarkers阈值log2FC>0.25, min.pct=0.25 阅读提示:见Methods 'Single-cell sequencing'部分及结果图1 |
| 细胞培养与分选 | DPSCs培养至P3-P5代;培养基:DMEM+10% FBS+100 U/mL青霉素+100 μg/mL链霉素;消化条件:0.25%胰蛋白酶1分钟;流式分选使用ICAM1抗体(#A22313) 阅读提示:见Methods 'Isolation and cultivation of dental pulp stem cells'和'Flow cytometry'部分 |
| 成牙本质分化 | 成牙本质诱导培养基:DMEM+10% FBS+50 μM抗坏血酸+10 mM β-甘油磷酸钠+100 nM地塞米松;培养7-14天 阅读提示:见Methods 'Induction of odontogenic differentiation, alkaline phosphatase staining (ALP) and alizarin red staining (ARS)'部分 |
| 巨噬细胞极化实验 | THP-1用100 ng/mL PMA处理48小时分化;条件培养基:DPSCs上清:巨噬细胞培养基=1:2;培养1-3天;流式检测CD86和CD206 阅读提示:见Methods 'Cultivation of macrophages'和结果图4 |
| 细胞因子处理 | DPSCs用20 ng/mL IL-1β、IL-4、IL-6、IL-10或TNF-α处理;TNF-α浓度梯度0-80 ng/mL处理24小时 阅读提示:见结果图5及相应方法部分 |
| 小鼠深龋模型 | 6周龄C57BL/6小鼠;#1/4球钻磨除上颌第一磨牙近中尖;覆盖1 μg/mL E. coli LPS 3分钟;检测时间点1、3、5、7、14、28天 阅读提示:见Methods 'Mouse maxillary first molar deep caries model'部分 |