文章信息 文章题目 : Single cell study of cellular diversity and mutual communication in chronic heart failure and drug repositioning 期刊 ：Genomics,（IF=5.8）日期 ：Available online 25 February 2022DOI ：https:///10.1016/j.ygeno.2022.110322
1、摘要 如下图所示，首先对LAD造模的心衰小鼠模型与对照组取心室的非心肌细胞进行单细胞测序。对于测序结果，先进行分群与细胞类型注释；然后重点关注细胞比例与基因表达在HF与SHAM间变化比较大的Endothelial cells与Fibrobiasts两类细胞。然后对这两类细胞分别进行亚群分析，发现变化最显著的亚群；并以这两个亚群的差异基因作为特征在Cmap中搜索潜在的药物以及其对应的作用机制。
2、结果 （1）小鼠心室非心肌细胞图谱 取心衰与正常小鼠心室的非心肌细胞进行10X单细胞测序。经质控过滤后，共得到26077个细胞(HF13852, Sham12225)，相关数据已经上传搭配https://www./#!Synapse:syn26282495 。对分得的24个cluster注释得到9种细胞类型。所使用的的cell marker基因为：
fibroblasts：Timp1, col1α2 and col3α1 endothelial cells：Flt1, cdh5, Egfl7 and Pecam1 macrophages：Csf1r, Mrc1 and C3ar1 B cells：Lghm, Cd79a and Cd79b Neutrophils cells：Csf3r, S100a8, S100a9, Hdc and Slpi smooth muscle cells(SMC)：Tagln, Myh11 and Lmod1 NK cells：Nkg7, Ccl5 and Klrd1 pericytes：Abcc9, Vtn and Colec11 （2）HF与Normal小鼠的细胞表达差异 fibroblasts占比最多(1/2)，其次是endothelial cells(1/4)；然后也包含一部分免疫细胞，其中最多的是macrophages； HF与Sham相比，fibroblasts、endothelial cells的比例变化最大。 观察每种细胞类型在HF与Sham的差异表达。以P < 0.05 and fold change (FC) > 1.2 or < 0.8作为差异基因阈值，结果发现macrophages、fibroblasts、endothelial cells具有最多的差异基因。 对HF与Sham的所有细胞差异基因富集分析(Metascape)，发现这些基因的异常表达主要归因于对外部刺激反应的正调控。 （3）fibroblasts亚群分析 Fib_0 clusters的比例在HF与Sham变化间最大，其最显著的marker gene为Adamts4、Crem。并通过实验进一步证明这两个基因在HF的fibroblasts高表达。 （4）endothelial cells亚群分析 将endothelial cells进一步分为5个亚群 End_0 clusters的比例在HF与Sham变化间最大，其最显著的marker gene为Neurl3以及Hsp70 superfamily （5）细胞通讯分析 HF相比Sham，fibroblasts与其它细胞类型的交互信号显著降低(blue)。例如fibroblasts与neutrophils的Cxcl2-Cxcr2间的信号降低了很多。 而endothelial cells and macrophages与其它细胞类型的交互信号相对增强了许多(red)。例如Lgals-Cd44/45 and Il1b-Il1r2间的信号。 （6） Cmap药物重定向 结合上述分析，fibroblasts与endothelial cells是HF过程的关键因素。因此文章将这两种细胞在HF与Sham的差异基因分别上传的Cmap搜索潜在的化合物药物，旨在可以逆转对应的差异变化。 如下图为根据fibroblasts差异基因搜索到的Top10 化合物以及对应的MOA机制，主要与HDAC抑制剂有关。 3、小结 这篇文章分析了心衰小鼠的心室非心肌细胞的单细胞转录组特征。在与正常小鼠的差异性分析中，发现fibroblasts与endothelial cells具有最显著的意义，并进行了亚群分析与细胞通讯分析。最后通过Cmap分析发现潜在的治疗药物与作用机制。
单细胞分析不是特别复杂，可以借鉴其分析思路。慢性心衰相关方向的研究者也可以利用下这个单细胞数据。
