单细胞RNA测序揭示细胞图谱
全面解析CTEPH患者外周血和肺动脉内膜剥脱组织的细胞组成和转录特征。
对CTEPH患者(未治疗和干预后)、健康对照的外周血PBMCs及CTEPH患者的PEA组织进行scRNA-seq,经质量控制、聚类和细胞类型鉴定,共获得77501个细胞和31个簇、10种细胞类型。
The significance of CD16+ monocytes in the occurrence and development of chronic thromboembolic pulmonary hypertension: insights from single-cell RNA sequencing.
包含多组学分析(单细胞测序)与多种验证(流式、免疫荧光)及两种动物模型(CTEPH和DVT模型),涵盖体外到体内验证。
CTEPH患者外周血单个核细胞(PBMCs) CTEPH患者肺动脉内膜剥脱组织 中心静脉导管反复栓塞CTEPH大鼠模型 下腔静脉结扎深静脉血栓大鼠模型
scRNA-seq样本:3例CTEPH未治疗(CTEPH-N)、2例CTEPH干预后(CTEPH-I)、3例健康对照(HC)的外周血PBMCs,3例CTEPH患者PEA组织样本中2例用于分析 流式细胞术验证:15例CTEPD患者与15例健康对照配对,检测外周血CD16+单核细胞比例 CTEPH大鼠模型:成年雄性SD大鼠(300-350g),随机分Control与CTEPH组,经中心静脉导管反复注射自体血栓3天,并腹腔注射氨甲环酸(200 mg/kg/d),14天后检测 DVT大鼠模型:成年雄性SD大鼠(200-250g),随机分Sham与DVT组,下腔静脉结扎,14天后检测外周血和血栓部位CD43++单核细胞比例 免疫荧光验证:下腔静脉结扎后1天、7天、14天血栓组织中IL-1β+巨噬细胞浸润
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。
全面解析CTEPH患者外周血和肺动脉内膜剥脱组织的细胞组成和转录特征。
对CTEPH患者(未治疗和干预后)、健康对照的外周血PBMCs及CTEPH患者的PEA组织进行scRNA-seq,经质量控制、聚类和细胞类型鉴定,共获得77501个细胞和31个簇、10种细胞类型。
比较CTEPH患者与健康对照外周血单核细胞亚群比例的变化,并验证与临床特征的相关性。
对单核细胞聚类分为CD14+和CD16+亚群,计算各组的Ro/e值,分析CD16+单核细胞比例与mPAP、PVR等临床指标的相关性;并使用流式细胞术在15例CTEPD患者和15例健康对照中验证。
探究CTEPH患者外周血CD16+单核细胞独特的生物学功能和相关信号通路。
通过GO、KEGG、GSEA、GSVA和SCENIC分析,比较CD16+单核细胞与CD14+单核细胞,以及CTEPH患者与健康对照的CD16+单核细胞的差异表达基因和功能富集。
在体内验证CD16+单核细胞(大鼠CD43++)比例在CTEPH和深静脉血栓模型中的变化。
构建中心静脉导管CTEPH大鼠模型和下腔静脉结扎DVT大鼠模型,通过流式细胞术检测外周血和血栓形成部位单核细胞亚群比例,并通过血流动力学和病理染色验证模型成功。
鉴定CTEPH患者肺动脉内膜剥脱组织中巨噬细胞亚型及其功能特征。
对2例CTEPH患者的PEA组织scRNA-seq数据中巨噬细胞进行再聚类,得到4个亚群,通过KEGG、GSVA分析其功能,并计算各亚群的resident score。
探究外周血CD16+单核细胞与PEA组织中IL-1β+巨噬细胞的分化关系。
通过相关性分析、resident score、Monocle2伪时间分析和免疫荧光染色,验证CD16+单核细胞可分化为高表达IL-1β的巨噬细胞。
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 |
|---|---|---|---|
| PBMC分离 | Ficoll-Paque Plus分离液 | GE Healthcare | -- |
| GEXSCOPE®红细胞裂解液 | Singleron | -- | |
| 单细胞测序 | GEXSCOPE®单细胞RNA文库构建试剂盒 | Singleron | -- |
| Singleron Matrix®单细胞处理系统 | Singleron | -- | |
| Illumina HiSeq X | Illumina | -- | |
| Illumina Novaseq 6000 | Illumina | -- | |
| 流式细胞术(人) | CD14-PE抗体 | Elabscience | E-AB-F1209D |
| CD16-FITC抗体 | Elabscience | E-AB-F1236C | |
| Biosciences AccuriC6流式细胞仪 | BD Biosciences | -- | |
| 流式细胞术(大鼠) | CD172-BV421抗体 | BD Biosciences | 744861 |
| CD11b-APC抗体 | MULTI SCIENCES | F3101103 | |
| CD43-FITC抗体 | BD Biosciences | 202814 | |
| 流式细胞术(人) | Ficoll分离液 | Beijing Solarbio Science & Technology Co, Ltd | P8680 |
| 流式细胞术(大鼠) | Ficoll分离液 | Beijing Solarbio Science & Technology Co, Ltd | P6700 |
| 动物模型构建 | 中心静脉导管 | -- | -- |
| 氨甲环酸 | -- | -- | |
| 青霉素 | -- | -- | |
| 血流动力学测量 | PowerLab多通道生理记录仪 | ADInstruments | -- |
| 组织学分析 | Motic EASYSCAN扫描仪 | Motic | -- |
| 免疫荧光 | CD68抗体 | servicebio | GB113109 |
| IL-1β抗体 | servicebio | GB11113 | |
| HRP标记的山羊抗兔IgG(H+L) | servicebio | GB23303 | |
| iF488-酪胺信号放大试剂 | servicebio | G1231 | |
| Cy3-酪胺信号放大试剂 | servicebio | G1223 |
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 |
|---|---|
| PBMC分离 | 2mL静脉血,EDTA抗凝,Ficoll-Paque Plus密度梯度离心,红血球裂解液去除红细胞,离心条件(500×g 5min,400×g 5min) 阅读提示:Methods 2.2 |
| 单细胞测序 | 细胞浓度2×105 cells/mL,使用Singleron Matrix系统建库,测序平台(HiSeq X, Novaseq 6000) 阅读提示:Methods 2.3 |
| 数据质量控制和聚类 | 过滤标准:基因数<200或前2%基因数、前2%UMI数、线粒体含量>10%排除;使用Scanpy、Harmony、Louvain聚类,分辨率1.2 阅读提示:Methods 2.6, 2.7 |
| 流式细胞术(人)验证 | 样本量:15例CTEPD患者和15例健康对照;抗体:CD14-PE和CD16-FITC;圈门策略:CD14+细胞根据CD16表达分群 阅读提示:Methods 2.17, Figure 2E, 2F |
| CTEPH大鼠模型构建 | 大鼠品系:SD大鼠,雄性,6-8周龄,体重300-350g;分组:Control和CTEPH;经中心静脉导管注射自体血栓3天;氨甲环酸200 mg/kg/天腹腔注射;青霉素100,000 U/kg/天;14天后检测 阅读提示:Methods 2.14, Figure 4A |
| DVT大鼠模型构建 | 大鼠:SD大鼠,雄性,6-8周龄,体重200-250g;分组:Sham和DVT;下腔静脉结扎;14天后检测外周血和血栓部位 阅读提示:Methods 2.14, Figure 4F |
| 免疫荧光验证IL-1β+巨噬细胞 | 使用下腔静脉结扎模型,在1、7、14天取材,用CD68和IL-1β抗体进行免疫荧光染色 阅读提示:Figure 6C, Methods 2.16 |