人體清道夫,巨噬細胞在單細胞中如何亞分群?-環球風云-資訊-生物在線

人體清道夫,巨噬細胞在單細胞中如何亞分群?

作者:上海吉凱基因醫學科技股份有限公司 2022-12-26T14:08 (訪問量:15538)

巨噬細胞(macrophage,縮寫為mφ)是一種位于組織內的白細胞,源自單核細胞,而單核細胞又來源于骨髓中的前體細胞。巨噬細胞和單核細胞皆為吞噬細胞,在脊椎動物體內參與非特異性防衛(先天性免疫)和特異性防衛(細胞免疫)。除了能對抗外來病原體,巨噬細胞也與許多疾病相關,包括代謝和自身免疫性疾病、癌癥、感染、肥胖和纖維化等,因此在對各種疾病進行研究的過程中,巨噬細胞也是一大關注點。

在單細胞研究中,對所有細胞進行主分群后,研究人員往往會拿出1-3個作者關注的細胞群進行細分,進而對問題進行更細致的探索。鑒于巨噬細胞的重要功能,往往也會成為細分的對象。在這里,小編以兩篇文章為例,帶大家看下單細胞文章里如何對巨噬細胞進行亞分群。


案例一

題目Single-cell analysis reveals cell communication triggered bymacrophages associated with the reduction and exhaustion of CD8+ T cells in COVID-19

研究目的:由SARS-Cov-2引起的COVID-19的爆發已成為一場持續的大流行。了解由多種細胞類型組成的呼吸道免疫微環境以及基于配體-受體相互作用的細胞通訊對于開發疫苗、探索COVID-19發病機制和改善大流行控制措施至關重要

樣本信息:3例中度、6例重度COVID-19患者和3例健康對照,樣本類型為支氣管肺泡灌洗液

結果:這些細胞為分為6大群,巨噬細胞、單核細胞/樹突狀細胞、T細胞、自然殺傷細胞、漿細胞和上皮細胞(圖1a)。與對照和中度樣品相比,重度樣品中T細胞數量比例顯著降低,而NK細胞在重度樣品中升高(圖1b)。

接下來,作者集中探索了巨噬細胞對SARS-Cov-2感染應答的轉錄異質性。巨噬細胞被分為六類,Res-like Mac (HLA-DR+ITGAM?CD68low),pro-inflammatory Mac (CD68+ITGAM?CSF1R?CCL2+), and M0 Mac (CD68+CD163lowITGAM+), M1 Mac (CD68+ITGAM+CCL2+),M2 Mac -(C1QA+CCL18+)和TREM2high(圖1d, f)。

比較發現,重癥COVID-19患者富集了Res-like Mac、M1 Mac和pro-inflammatory Mac。正常對照中M2 Mac和M0 Mac顯著富集。TREM2high在中度組中占比最高(圖1e)。

圖1.總支氣管肺泡灌洗液免疫(BAI)細胞群及巨噬細胞亞群


案例二

題目Dissecting the microenvironment around biosynthetic scaffolds in murine skin wound healing

研究目的:研究人員制作了三種表面形貌的電紡膜,將其引入小鼠和大鼠背部皮膚切除傷口,并評估其對傷口愈合和免疫調節特性的影響

樣本信息:4例aligned形態電紡膜處理后的小鼠,4例對照

結果:這些單細胞被分為12個主要的細胞類別:角質形成細胞(KER)、成纖維細胞(FIB)、皮脂細胞(SEB)、平滑肌細胞(SMC)、內皮細胞(EC)、許旺細胞(SC)、黑素細胞(MEL)、先天性淋巴樣細胞(ILC)、單核細胞-巨噬細胞(MAC)、T細胞(TC)、中性粒細胞(NEU)和樹突狀細胞(DC)。每個細胞簇的標記基因顯示在熱圖中。

對巨噬細胞進行的亞分群確定了4個子集(圖2c)??寡谆颍–cl8、Folr2、C1qa和Mrc1)增加的亞群被命名為anti-inflammatory macrophages (AIM),以促炎基因(Ptgs2、Ccl3、Inhba和Nos2)表達升高為特征的亞群被命名為proinflammatory macrophages (PIM)。單核細胞(Mono)亞群顯示較高的Ly6c2、Plac8、Cd14和Clec4e,表明對病變和微生物的炎癥反應。CytiphiH2-Eb 1hi細胞亞群定義為單核細胞來源的DC(MDC)。這種分類與巨噬細胞常規分類M1和M2的標記基因不完全一致。

圖2.總細胞群及巨噬細胞亞群


通過對比以上兩篇文章我們不難發現,相較于主分群,亞分群的細胞類型定義個性化更強,具體如何劃分,還是要結合實際問題具體分析。


【參考文獻】

1.He L, Zhang Q, Zhang Y, et al. Single-cell analysis reveals cell communication triggered by macrophages associated with the reduction and exhaustion of CD8+ T cells in COVID-19[J]. Cell Communication and Signaling, 2021, 19(1): 1-18.
2.Hu C, Chu C, Liu L, et al. Dissecting the microenvironment around biosynthetic scaffolds in murine skin wound healing[J]. Science advances, 2021, 7(22): eabf0787.

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