单细胞测序揭示毛囊真皮微环境的分子分化轨迹

当你的才华还撑不起你的野心时，请潜下心来，脚踏实地，跟着我们慢慢进步。不知不觉在单细胞转录组领域做知识分析也快两年了，通过文献速递这个栏目很幸运聚集了一些小伙伴携手共进，一起成长。

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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辅助手段，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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