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单细胞测序揭示毛囊真皮微环境的分子分化轨迹

杰根妹妹 单细胞天地 2022-06-07

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文章信息


本文于2019年1月发表在Development Cell上。文章题目是:Single-Cell Analysis Reveals a Hair Follicle Dermal Niche Molecular Differentiation Trajectory that Begins Prior to Morphogenesis。文章主要将目光聚焦在毛囊(Hair Follicle)的dermalcondensate(DC)细胞群上。HFDC对在毛囊的发育过程中作用重大。文章使用scRNA-seq以及一些体内实验证明DC在HF形态形成之前的一些转录状态的变化。



测序数据介绍   


  • 工具:Droplet-based scRNA-seq

  • 测序对象:小鼠E13.5和E14.5两个时期的小鼠胚胎,2 samples/时期,3-4 embryos /samples,取背部皮肤,酶解得单细胞,DAPI染色后,通过FACS去除死细胞,接着单细胞测序上样。

  • 测序数据:GEO:GSE122043



 细胞分析   


  • 10X CellRanger → Seruat 包


  • 比对:mm10 reference genome


  • 细胞过滤:初始得到细胞量 E13.5 : 7067,6096个细胞;E14.5:6394,6152个细胞,过滤条件为> 1,000 genes, 50,000>nUMI > 2,500。过滤后,E13.5:median of 10,882 and 8,469 nUMIs per cell, E14.5:11,064 and 7,980 nUMIs per cell


  • 细胞轨迹分析



    本文重点不在分群分析,而是使用Col1a1作为真皮部分标志物,重点分析HFDC的分化轨迹


  • 研究Wnt信号通路的重要性,使用转基因鼠,将实验组的真皮中β-catenin突变,取皮肤做单细胞测序,和对照组比对。研究两组之间重要基因的表达情况等。



 细胞周期分析   


使用Seruat's cell cycle打分系统,对如下细胞周期基因进行打分,将细胞归到各个周期。细胞周期标记基因参考文献【Nestorowa et al., 2016】,如下

G2/M genes: Hmgb2, Cdk1, Nusap1, Ube2c, Birc5, Tpx2, Top2a, Ndc80, Cks2, Nuf2, Cks1b, Mki67, Tmpo, Cenpf, Tacc3, Fam64a, Smc4, Ccnb2, Ckap2l, Ckap2, Aurkb, Bub1, Kif11, Anp32e, Tubb4b, Gtse1, Kif20b, Hjurp, Hjurp, Cdca3, Hn1, Cdc20, Ttk, Cdc25c, Kif2c, Rangap1, Ncapd2, Dlgap5, Cdca2, Cdca8, Ect2, Kif23, Hmmr, Aurka, Psrc1, Anln, Lbr, Ckap5, Cenpe, Ctcf, Nek2, G2e3, Gas2l3, Cbx5, and Cenpa,

S genes: Mcm5, Pcna, Tyms, Fen1, Mcm2, Mcm4, Rrm1, Ung, Gins2, Mcm6, Cdca7, Dtl, Prim1, Uhrf1, Mlf1ip, Hells, Rfc2, Rpa2, Nasp, Rad51ap1, Gmnn, Wdr76, Slbp, Ccne2, Ubr7, Pold3, Msh2, Atad2, Rad51, Rrm2, Cdc45, Cdc6, Exo1, Tipin, Dscc1, Blm, Casp8ap2, Usp1, Clspn, Pola1, Chaf1b, Brip1, and E2f8.



 总结   


本文主要单细胞测序只是个助手段,主要是看E13.5和E14.5这两个时间点,毛囊发育关键部位dermal condensate的分子水平的变化,重点分析了两个时间点DC的分化轨迹,并考察了经典的wnt通路涉及到的相关分子在其中的变化和作用。为进一步解析毛囊分子微环境的铺平了道路。


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