作者,Evil Genius
最近有一些人问我什么是封装类的脚本,其实这种脚本就是以传参的形式分析我们的单细胞数据,以单细胞整合为例,如果批次矫正的方法原本是CCA,现在想换成harmony,如果脚本不封装,那就是一行一行代码从头运行,如果进行了封装,只需要传参即可,示例如下
CCA
Rscript Seurat_multi.R --sample 样本列表 --batch CCA --output 输出路径
harmony
Rscript Seurat_multi.R --sample 样本列表 --batch harmony --output 输出路径
脚本写好之后就可以随意组合参数,拿到结果进行对比分析即可,极大地节省时间和精力,让更多的时间放在课题内容,科研问题上。
今天我们分享文献,不知道大家有没有这种感觉,每年我都会搜集高分的单细胞空间文献,其中23、24、25年的文献都分门别类的放好了,参加培训的都送给学员了,而25年的文献搜集的数量是最多的,说明空间组的文章越来越多了,慢慢也要卷起来了。
送给大家的文献,大家好好看看,用处很大,我都打了标签,想挖掘公共数据发文章的,可以把相关文献的数据下载下来;还可以学一学其中的分析思路方法等等等等,我培训的内容都是看了很多文献总结出来的。
最近翻看发表的文章,空间组11月又发了好几篇顶刊,可见大家要抓紧了,千万不要起了个大早,赶了个晚集。
今天文献是
知识积累
基于配体/受体对在细胞类型间mRNA水平表达选择性所预测的细胞间相互作用,缺乏空间邻近性信息——这对更高精度的细胞亚群注释尤为关键。
构建空间分辨基因表达图谱能凸显细胞的物理邻近关系,建立稳定的细胞邻域结构,从而聚焦于细胞-相互作用的分析。通过对比健康组织与病变组织的拓扑图谱,可揭示病变器官中细胞格局潜在的关键性改变。
结果1、基于HybISS技术的细胞类型图谱揭示了特定的细胞邻域结构
通过HybISS技术对26万个细胞进行分析,鉴定出6大类细胞群体(气道上皮细胞、免疫细胞、肺泡上皮细胞、内皮细胞、基质细胞和粘膜下腺),进一步细分得到28种细胞类型,并结合标记基因验证补充了7种稀有细胞类型(如离子细胞、簇细胞等),最终构建包含35种细胞类型的空间图谱。所有数据已集成至可公开访问的浏览器平台。
SCRINSHOT技术成功识别24种细胞类型及AT0过渡细胞状态,Visium技术则通过反卷积分析验证细胞定位。三种技术对连续切片的分析显示细胞空间分布高度一致,技术间相互验证有效克服了单一方法在分辨率或检测灵敏度方面的局限。这种多技术联用策略为构建高精度肺组织空间图谱提供了可靠方案
结果2、不同组织区域中的特定细胞类型和状态
细胞分布具有明确的区域偏好性:
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远端肺:主要富集AT1和AT2肺泡上皮细胞。
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气管区域:主要富集B浆细胞和粘膜下腺细胞。
这证实了肺组织在结构和功能上的分区化特性。
定义了基于细胞共定位的“细胞邻域”:
研究通过邻域分析,识别出由多种细胞类型稳定共定位形成的功能单元。
关键邻域包括:
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肺泡实质:以AT1、AT2和气囊细胞为核心,与基质细胞、内皮细胞、单核细胞和NK细胞等形成稳定邻域。
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支气管/SMG周围邻域:由外膜成纤维细胞、静脉和免疫细胞组成,在支气管和SMG周围均存在。
这些邻域与基于组织学标志物划分的解剖区域高度一致。
揭示了细胞群体内部的精细异质性:
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粘膜下腺:发现了表达气道分泌细胞标记物的“SMG中间细胞”,揭示了SMG上皮细胞的意外异质性。
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成纤维细胞:不同区域的成纤维细胞具有不同的基因表达谱(如远端肺的成纤维细胞高表达RGCC和FN1),表明存在功能特化的亚型。
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内皮细胞:通过SPARCL1和CLDN5等标记物的表达差异,区分了围绕气道的小静脉/小动脉(SPARCL1+ CLDN5低)和肺泡毛细血管(CLDN5高)。
构建了健康肺的精细空间参考图谱:
该研究系统地定义了35种细胞类型在特定组织区域(如SMG、气道、肺泡、血管等)的分布和基因表达特征。
这一高分辨率图谱为后续研究提供了基准,能够精确区分由解剖位置决定的区域性基因表达变异与由疾病引发的异常变化。
结果3、气道上皮中具有不同拓扑结构的多细胞状态
细胞组成具有明确的区域特异性:
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气管:以上基底细胞为主。
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叶内气道:以分泌细胞和纤毛细胞为主。
基因表达谱(如KRT5/15在气管,SFTPB在远端肺)进一步证实了这种组成差异。
揭示了分泌细胞的高度异质性与区域分布:
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杯状细胞:主要富集于气管和近端肺。
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前终末细支气管细胞:仅存在于远端肺。
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club细胞:在所有区域均有分布,且在远端肺中与pre-TB细胞形成小簇。它们表达抗菌蛋白基因,提示其在上皮免疫中扮演特殊角色。
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AT0细胞:在肺泡区域被发现,其标志物共表达模式提示该细胞类型内部存在异质性。
绘制了假复层上皮的顶端-基底轴向细胞层级结构:
基底细胞和上基底细胞富集于靠近基底膜的区域。
分泌细胞和纤毛细胞位于更顶端的层面,其中纤毛细胞最接近管腔。
研究定义了沿此轴向的特定基因表达程序:
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基底富集:如KRT15, IFITM1/2
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中间层:如SERPINB3, HSPB1
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顶端富集:如BPIFB1, CAPS
发现KRT13阳性细胞(可能与hillock细胞对应)与S100A9阳性细胞仅部分重叠,揭示了此前未知的细胞状态复杂性。
结果4、稀有肺细胞类型空间分布研究
通过高灵敏度的空间转录组技术(SCRINSHOT),成功绘制了多种罕见上皮细胞在人体肺部的精确分布图谱,并揭示了其区域特异性。
核心发现如下:
神经内分泌细胞存在至少四种亚型:
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NE-GRP型:主要表达GRP
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NE-ASCL1型:主要表达ASCL1
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NE-GHRL型:表达GHRL和CFC1(此为首次在成人肺中通过空间技术确认)
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NE-PCSK1N型:表达PCSK1N等
罕见细胞类型具有明确的区域分布偏好:
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离子细胞:在所有气道区域均有发现,但在气管和近端支气管中更常见。
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簇细胞:主要位于近端支气管。
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神经内分泌细胞:大部分亚型分布广泛,但GHRL阳性NE细胞显示出独特的远端定位,仅出现在终末细支气管,而在气管或近端肺中未检测到。这一发现修正了此前认为该细胞亚型在成人期基本消失的认知。
方法论价值:
研究证明,靶向性的空间分辨方法能够高效检测低丰度或极罕见的细胞群体,并精确定位其组织学位置,为研究这些细胞在肺功能中的作用提供了关键技术手段。
GHRL阳性神经内分泌细胞在成人远端肺中的特异性存在。
结果5、对早期慢性阻塞性肺疾病(COPD)样本的空间分析表明,AT0 细胞发生改变,并形成了新的细胞群落
健康肺 topographic atlas 作为空间参考,成功识别出早期COPD(GOLD II级)肺组织在细胞组成和空间结构上的特异性改变。
关键细胞类型比例变化:
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AT0细胞显著增加:发现同时表达AT2细胞(NAPSA, SFTPC)和气道分泌细胞(SCGB3A1, SCGB3A2)标志物的AT0细胞在所有COPD样本中均显著增多,主要位于靠近大小气道的肺泡区域和呼吸性细支气管。这印证了单细胞研究中“近端气道基因程序在远端上皮细胞中被异常激活”的发现。
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肺泡上皮与免疫细胞变化:AT1细胞比例降低,T淋巴细胞比例增加。
识别出COPD特异性的新型“细胞邻域”:
通过邻域分析,在COPD样本中发现了三个健康组织中不存在或比例极低的新细胞邻域:
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T-Epi邻域:位于终末细支气管和肺泡,包含TRB细胞、AT0细胞、未注释分泌上皮细胞、AT1细胞和内皮细胞。
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AT0-Alv邻域:由AT0、AT1、AT2细胞、成纤维细胞和内皮细胞组成。
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Imm-Par邻域:由T淋巴细胞、其他免疫细胞、成纤维细胞、内皮细胞和AT2细胞组成,在所有患者中均增加,符合COPD的炎症特性。
健康肺泡邻域的破坏:
与健康组织相比,代表正常肺泡结构的两个邻域(AT2-Alv和Cap-Alv)在COPD样本中显著减少,这与COPD病理中的“肺泡简化”现象相符。
最后,来看看方法
邻域富集分析
生活很好,有你更好