2020-12-28

单细胞转录组与心脏（一）

简书新人，尝试培养自己文献讲解以及表达写作能力，尝试学曾日记，学稻和坚持，希望自己能够从今天开始持续得坚持下来，接下来打算分享一篇国人佳作《Single-cell analysis of murine fifibroblasts identififiesneonatal to adult switching that regulatescardiomyocyte maturation》，本文由阜外医院心血管疾病国家重点实验室王利教授书写，描述了成年心脏成纤维细胞心对于心肌细胞成熟的影响，揭示了与心肌细胞成熟的保守通路，此外还描述了心肌细胞增殖与心肌细胞成熟的影响，这可能为心脏修复奠定了基础，为基于细胞治疗心脏损伤提供了一种更有可能的方式。下面开始对本文进行一个具体的讲解。

前言：

   临床细胞治疗心脏损伤由于移植的心肌细胞不够成熟而不能起到很好的疗效，接着作者开始描述心肌细胞周边微环境对于心肌细胞成熟的影响。基于以往的周边细胞对于心肌细胞成熟与增殖或者肥大的影响，研究人员通过单细胞转录组测序探索了不同天数（P1、P4、P7、P14、P56）小鼠心脏细胞组成，通过分析不同时期细胞状态发生的变化结合分泌蛋白相关的受体关联通路分析，研究人员一步步阐述并在体内与体外验证了Fbs与心肌细胞成熟的关系，此外，研究人员还描述了心肌细胞成熟相关保守的信号通路，并验证了一些成熟相关保守信号通路对于心肌细胞成熟的影响。由于抑制心肌细胞成熟可能会影响心肌细胞增殖，所以靶向心肌细胞成熟可能会促进心肌细胞增殖促进受损心脏修复，未来这些通路可能成为心脏修复的内源性靶点。接下来开始，重点描述本文的研究框架。

结果：

1. 小鼠出生后心脏发育的单细胞分析(图1)

2. 心肌成纤维细胞作为促成熟因子的预测（图2-3）体内生信预测

3. 成年心脏成纤维细胞促进新生儿CMs成熟（图4）体外验证

4.体外和体内CM成熟的分子相似性（图5——）

5. 确定CM成熟的保守信号通路（图6）

6. 保守途径的靶向抑制会损害成熟（图7）

7. 通路抑制逆转损伤后CM的成熟（图8）

8.FBs在人类细胞模型中的保守作用(图9）

结果及思路解析

1.研究人员通过单细胞转录组测序分析了P1、P4、P7、P14、P56小鼠左心室细胞组成与基因表达情况，通过tSNE基于已知的细胞标志物，研究人员将细胞按照天数与状态进行了分群。通过伪时间轨迹分析不成熟的心肌细胞到成熟心肌细胞的状态，研究人员发现了不同使时间的心肌细胞处于的状态。通过对不同状态的心肌细胞进行GO功能分析，研究人员发现不同状态的心肌细胞相关的功能。通过进一步比对P1与P56的心肌细胞差异基因的表达，结合KEGG分析，研究人员得出了成熟与不成熟心肌细胞富集通路的区别，研究人员通过单细胞转录组测序整体描述了成熟心肌细胞与未成熟心肌细胞的区别。

2.为了探究具体的哪种细胞对于心肌细胞成熟产生影响，研究人员进而对上述5个时期的不同细胞进行了亚分群，并以折线图的方式统计了其不同天数百分比的变化。发现成纤维细胞在上调与下调的总百分比中发生最为显著的变化，再结合其主要分泌蛋白与心肌细胞成熟的信号通路关系，研究人员描绘了促心肌细胞成熟相关图谱，发现FBs与心肌细胞成熟显著相关。

3.接着，作者具体分析了不同亚型成纤维细胞对于心肌细胞成熟的影响，首先是针对不同亚型成纤维细胞表达的成熟相关Marker，作者通过生信与免疫荧光实验进行了确定。此外，作者还用伪时间轨迹分析了不同时间成纤维细胞亚型状态分析，对P1与P56的成纤维细胞进行差异基因分析，进而通过GO分析，描述了成熟与不成熟成纤维细胞的区别。成熟成纤维细胞与心肌细胞成熟可能有关。

4.体内研究人员已经通过生信分析描述成熟成纤维细胞与心肌细胞成熟有关，研究人员进一步再体外进行了验证。通过新生心肌细胞与成年成纤维细胞或新生成纤维细胞共培养实验，检测其增殖指标、形态指标、电生理指标与功能指标，研究人员证明了成熟成纤维细胞与心肌细胞成熟相关。

未完，明天补更剩余描述，晚安