文献学习071--[sc]小鼠动脉粥样硬化免疫图谱

一、scRNAseq和Mass cytometry揭示小鼠动脉粥样硬化免疫图谱

18年的一篇Circulation research

1. Single-Cell Transcriptomes Identify 11 Distinct Leukocyte Populations in the Atherosclerotic Aorta

作者对雌性Apoe^-/-小鼠（chow diet和高脂diet 12w）的胸主动脉和腹主动脉进行了单细胞测序，注释得到11个细胞群。

2. Spatial and Numeric Differences in the Aortic Immune Cell Repertoire in Atherosclerosis

Fig 2a, b：和chow diet小鼠相比，高脂diet 12w小鼠出现了明显的CD4/CD8T细胞、B细胞(1)、Th17、MP的比例增加，而记忆T、B细胞(2)、Th2、单核、Ly6c单核则出现下降。
Fig 2c：为了探究主动脉不同部位的细胞组成差异，作者使用主动脉不同部位的bulk RNAseq数据做了解卷积（female Apoe−/− mice on WD, GSE21419）。
Fig 2d：作者比较了Apoe^-/-小鼠和Ldlr^−/−鼠的细胞比例差异。

3. Cell-Type–Specific Genetic Pathways in Aortic Leukocytes

随后作者对每个细胞类型进行了功能富集分析，三群巨噬都显示出胆固醇代谢基因的高表达。

4. Mass Cytometry (CyTOF) Confirms the Phenotypic Heterogeneity of Aortic Leukocytes

作者还使用了质谱流式鉴定了细胞分群

质谱流式的分群结果和单细胞具有很好的相关性

5. Transcriptional, Phenotypic, and Functional Profiles Identify 3 Principal Aortic B-Cell Subpopulations

随后作者对三群B细胞进行了进一步分群和探究

6. Frequency of Aortic Leukocyte Populations Predicts Clinical Events in Patients With Atherosclerosis

Fig 7a, b：作者也使用质谱流式对人的主动脉斑块进行了检测，鉴定出19个cluster。
Fig 7c：作者使用Biobank of Karolinska Endarterectomies的126 carotid plaques数据进行解卷积，得到了其白细胞占比的relative abundance。结果提示白细胞中51.1%±0.9% 是macrophages, 19.3%±0.6% 是T细胞, 13.9%±0.4% 是单核细胞。
Fig 7d：因为c图只是患者carotid plaques的数据，没有正常对照，所以作者将患者carotid plaques中白细胞的比例和外周PBMC中细胞比例进行了比较。和外周血相比，斑块组织中，除了CD4/8T和NK细胞，其他细胞比例都出现了上升。
Fig 7e：最后作者在同样的队列中计算了各细胞群占比和ischemic events post-endarterectomy的rate，发现memory T-cell–containing cluster negatively predicted cardiovascular events, while the frequency of macrophages only showed a weak (positive) tendency (not shown).

二、单细胞测序揭示动脉粥样硬化小鼠主动脉巨噬细胞图谱和异质性

18年的Circulation Research

1. Single-Cell RNA Sequencing–Based Identification of Atherosclerosis-Associated Immune Cell Populations

作者解离了Ldlr-/-小鼠（Chow diet和高脂饮食两组）的主动脉，分选了CD45+细胞，进行了单细胞测序。两组分别得到372 和 854 个细胞，注释得到13个细胞群。其中有5个细胞群几乎只出现在atherosclerotic aortas，因此被认为是动脉粥样硬化相关免疫细胞群。包括：CD8⁺ T细胞 (cluster 1: Cd8a, Cd8b1, Nkg7)、MoDCs/DCs (cluster 2: Cd209a, Cd74, Flt3, and H2-Eb1)、单核细胞 (cluster 6: Ly6c2, Ccr2, Csf1r, 和低水平的 low Adgre1)和两群动脉粥样硬化相关巨噬细胞cluster 4和cluster 11(Adgre1, Cd14, Fcgr1, Csf1r, 和低水平 Ly6c2)。其中cluster 4高表达一些促炎因子如Cxcl2, Ccl3, Ccl4, Tlr2 和 Nlrp3；cluster 11高表达Trem2。

2. Gene Expression Heterogeneity in Macrophage Populations in the Atherosclerotic Aorta

在主动脉免疫细胞中，MP占了最大的比例。其中 Inflammatory 巨噬占 47.0%, Res-like 占34.4%, TREM2^hi macrophages 占 18.6%。三群巨噬具有明显的转录差异。TREM2^hi巨噬高表达Cd9, Spp1 (encoding osteopontin), Hvcn1, 和 several cathepsins (Ctsd, Ctsb, 和 Ctsz)。

三群MP细胞的功能富集结果提示它们存在共有的功能比如髓系白细胞的活化等。但TREM2^hi巨噬也存在特有的功能比如organic substance and cellular catabolic processes, lipid metabolic processes, regulation of cholesterol efflux, and oxidative stress (respiratory burst, response to oxidative stress)。

3. Transcriptional Profile of Aortic MoDC/DC

作者对单核来源的DC (MoDC/DC) 也进行了进一步分析，发现其功能主要与抗原呈递有关。

4. Res-Like Macrophages, Inflammatory Macrophages, TREM2^hi Macrophages, and MoDC/ DC Populate Aortas in Advanced Atherosclerosis

为了探究前面描述的三群巨噬细胞在more advanced stage of atherosclerosis中的作用，作者对20weeks高脂喂养的Ldlr^-/-鼠的主动脉进行了单细胞测序。发现所有免疫细胞中，巨噬仍然占了最高的比例(49.6%)。其中Trem2⁺巨噬占了13.4%。功能富集的结果和11w的类似。

5. Res-Like Macrophages, Inflammatory Macrophages, TREM2^hi Macrophages, and MoDC/ DC in the Aorta of Apoe^−/− Mice

随后作者对高脂喂养12周的Apoe^-/-小鼠主动脉巨噬细胞进行了单细胞测序，同样得到了这三群巨噬细胞。

6. Detection of Inflammatory Macrophages, Res-Like Macrophages, and TREM2^hi Macrophages Enriched Genes in Murine and Human Atherosclerotic Lesions

最后作者在动脉粥样硬化人和小鼠的主动脉组织中进行了免疫组化和免疫荧光验证。