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不同物种肾脏常驻巨噬细胞候选基因表达标签的确定

 健明 2021-07-15

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文章信息
本文于2019年2月发表在J Am Soc Nephrol上。文章题目是:Single-Cell RNA Sequencing Identifies Candidate Renal Resident Macrophage Gene Expression Signatures across Species 。文章主要测序了小鼠、大鼠、猪和人的肾脏组织中,T细胞、B细胞除外的CD45+免疫细胞。重新筛选出了肾脏resident macrophage新的表面marker,CD74和CD81。并用小鼠做了生物学验证。

10X Genomics测序   

1.普通分群

  • 测序准备:取组织,1 mg/ml collagenase type I(1ml RPMI1640)+100 U/ml DNase I,37℃搅拌消化30min成单细胞悬液(小鼠),分选出CD45+免疫细胞,去除T细胞(CD3e in mouse and pig, CD3 in rat and human),B细胞(B220 in mouse, CD45RA in rat, CD19 inhuman)

  • 测序对象:在mouse, rat, pig, and human kidney tissue中分别测得 3013, 3935, 4671,2868个细胞, The mean reads 依次是 80508, 54456, 61638, 112080

  • 分析手段:Unbiased hierarchical clustering and heatmap analysis using Seurat

  • 无监督聚类图

  • 细胞分型:通过参考文献,选已知marker来确定小鼠肾脏内部免疫细胞类型,neutrophils (Lcn2+), NK cells (Gzma+), ILCs (Il7r+), infiltrating macrophages (Ccr2+,Itgam+), resident macrophages (Adgre1+, Fcgr1+), dendritic cells (Snx22+, Batf3+) . Additional markers including Plac8, Lyz2, and Cebpb were used to identify infiltrating macrophages (Figure 1).23 以及小部分的 B cells (Cd79a+)

2.新的marker发现

聚焦Infiltrating or Resident Macrophages,使用Seurat包,做DEG分析,确定每一个类群中的表达差异性最大的基因,最终确定, uniquely expressed in Ly6c hi (Chil3, Plac8) and Ly6c lo (Fabp4, Ear2) infiltrating macrophages as well as embryonic-derived resident(C1qc, Cd81) macrophages ,如下图

 新的marker的验证   

  • 实验步骤:使用FACS 分选 infiltrating (CD11bhi F4/80lo) and resident (CD11blo F4/80hi),再用Fluidigm C1单细胞测序,进行PCA plots, violin plots, and heatmap分析。

  • 分析结果:Fluidigm方法发现10X Genomics 发现的resident macrophage新的20个 marker中有13个是相match的,找了四种动物中Top4差异表达的基因(C1q, Cd81,Cd74,Apoe)

  • 生物学验证:取小鼠肾脏组织的单细胞悬液,做流式分析。CD81和 CD74 is enhanced in resident macrophages (CD11blo F4/80hi) compared with infiltrating macrophages (CD11bhi F4/80lo)。C1q和Apoe对两群的区分不明显,被排除。

总结   

本文主要测序不同物种(小鼠、大鼠、猪、人)的肾脏组织中的CD45+免疫细胞,鉴定出CD74/CD81为resident macrophage的新marker。可能为其他细胞寻找新marker的或者鉴定未知类群的marker提供新思路。

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