人和小鼠心脏中短链脂肪酸受体的单细胞图谱

The single-cell atlas of short-chain fatty acid receptors in human and mice hearts.

作者信息Xiaojun He, Qiang Wang, Qiang Long, Yiming Zhong, Zhaoxi Qi, Yecen Zhang, Lan Chang, Bei Qian, Shixing Huang, Xinming Wang, Xuemei Chen, Feifei Li, Xiaomei Yang, Wei Dong Gao, Zhizhao Song, Li Xu, Qiang Zhao
PMID40308581
发布时间2025-04-16
DOI10.3389/fimmu.2025.1538384

实验完整度

中

基于公共及新建单细胞RNA-seq数据的整合分析,包含正常与梗死心脏,结合免疫荧光染色验证,但未进行功能实验或机制验证。

主要模型

人类心脏组织(正常及心肌梗死) 小鼠心脏组织(新生及成年,正常及缺血) 人心脏组织免疫荧光样本

重点核对

单细胞RNA-seq数据集类型及来源(如hca、sma、tsc) 心脏组织区域(如心室、心房、梗死区) 细胞类型注释(如髓系细胞、周细胞、成纤维细胞) FFAR2/3阳性细胞比例及分布 免疫荧光共染色验证(抗FFAR2/3及CD14、CX3CR1、CD68)

摘要

Introduction: The gut microbiota metabolite, short-chain fatty acids (SCFAs), can protect against multiple cardiovascular diseases, while the molecular targets and underlying mechanisms need to be elucidated. One of the primary mechanisms of SCFA benefits was the direct activation of a group of G-protein-coupled receptors (GPCRs), termed free fatty acid receptors (FFARs), the FFAR2 (GPR43), and FFAR3 (GPR41). At present, the distribution of FFAR2/3 in cardiac cells has not been entirely clarified.Methods: Using 18 public single-cell RNA-seq and single-nuclear RNA-seq data of human and mouse hearts, we illustrate the entire atlas of FFAR2/3 distribution in different regions and cell types in normal and infarcted hearts.Results and discussion: We present the atlas of FFAR2/3 in the whole human body, normal and infarcted hearts at single-cell resolution. We also illustrated the entire atlas of FFAR2/3 in normal/ischemic hearts of newborn and adult mice by combining public and newly built sc/snRNA-seq datasets. These findings provide valuable information on the possible effect of SCFAs via FFAR2/3 in the heart and valuable references for future studies.

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
短链脂肪酸受体FFAR2和FFAR3在人和小鼠心脏不同区域和细胞类型中的分布情况如何?在正常和梗死心脏中有何差异?
核心机制
SCFAs可能通过FFAR2/3在心肌中发挥免疫调节、内皮分化和平滑肌发育等作用,具体机制尚未明确。
主要证据
整合18个公共及新建单细胞/snRNA-seq数据集,分析正常及梗死心脏中FFAR2/3的表达,并利用免疫荧光验证梗死心脏中FFAR2/3阳性单核巨噬细胞的存在。
研究意义
为研究SCFAs通过FFAR2/3在心脏中的作用提供有价值的参考,为未来机制研究奠定基础。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

数据整合与质量过滤

构建人和小鼠心脏的单细胞转录组图谱,用于分析FFAR2/3的表达。

下载公共单细胞RNA-seq数据集,包括人类心脏数据集(hca, sma, tsc)及小鼠心脏数据集,使用Seurat包进行质量控制、过滤、归一化、整合和聚类。

2

表达分析

识别FFAR2/3在不同细胞类型和心脏区域中的表达分布。

使用Seurat的DotPlot、FeaturePlot、RidgePlot等功能可视化FFAR2/3的表达,计算阳性细胞比例和分布。

3

差异表达及功能富集分析

探究FFAR2/3阳性细胞的特征基因及潜在功能。

计算FFAR2/3阳性细胞与阴性细胞的差异表达基因,进行GO富集分析和WGCNA分析。

4

免疫荧光验证

验证人类心肌梗死组织中FFAR2/3阳性单核细胞和巨噬细胞的存在。

收集人类心脏组织样本,进行免疫荧光共染色,检测FFAR2/3与经典单核巨噬细胞标志物(CD14, CX3CR1, CD68)的共表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
抗FFAR3/GPR41抗体Biossbs-16076R
抗FFAR2/GPR43抗体Biossbs-13536R
抗CD14抗体ServicebioGB11254
抗CX3CR1抗体ServicebioGB11861
抗CD68抗体ServicebioGB113109
DAPI----

关键环节

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
数据处理
细胞过滤标准(基因数、UMI、线粒体基因比例等)、批次效应校正方法、聚类参数
阅读提示:Methods 中的Data acquisition and processing部分
FFAR2/3表达分析
数据集的类型和来源(hca, sma, tsc及小鼠数据集)、细胞类型注释依据
阅读提示:Results 部分及Figure legends 2-5
免疫荧光验证
组织样本来源、抗体信息、染色步骤(如蛋白酶K浓度、孵育时间)
阅读提示:Methods 中的Immunohistology部分