人体清道夫,巨噬细胞在单细胞中如何亚分群?

2022-12-21 17:47:22, HHY 上海吉凯基因医学科技股份有限公司



巨噬细胞(macrophage,缩写为mφ)是一种位于组织内的白细胞,源自单核细胞,而单核细胞又来源于骨髓中的前体细胞。巨噬细胞和单核细胞皆为吞噬细胞,在脊椎动物体内参与非特异性防卫(先天性免疫)和特异性防卫(细胞免疫)。除了能对抗外来病原体,巨噬细胞也与许多疾病相关,包括代谢和自身免疫性疾病、癌症、感染、肥胖和纤维化等,因此在对各种疾病进行研究的过程中,巨噬细胞也是一大关注点。


在单细胞研究中,对所有细胞进行主分群后,研究人员往往会拿出1-3个作者关注的细胞群进行细分,进而对问题进行更细致的探索。鉴于巨噬细胞的重要功能,往往也会成为细分的对象。在这里,小编以两篇文章为例,带大家看下单细胞文章里如何对巨噬细胞进行亚分群。


案例一







题目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的爆发已成为一场持续的大流行。了解由多种细胞类型组成的呼吸道免疫微环境以及基于配体-受体相互作用的细胞通讯对于开发疫苗、探索COVID-19发病机制和改善大流行控制措施至关重要


样本信息:3例中度、6例重度COVID-19患者和3例健康对照,样本类型为支气管肺泡灌洗液


结果:这些细胞为分为6大群,巨噬细胞、单核细胞/树突状细胞、T细胞、自然杀伤细胞、浆细胞和上皮细胞(图1a)。与对照和中度样品相比,重度样品中T细胞数量比例显著降低,而NK细胞在重度样品中升高(图1b)。


接下来,作者集中探索了巨噬细胞对SARS-Cov-2感染应答的转录异质性。巨噬细胞被分为六类,Res-like Mac (HLA-DR+ITGAMCD68low),pro-inflammatory Mac (CD68+ITGAMCSF1RCCL2+), and M0 Mac (CD68+CD163lowITGAM+), M1 Mac (CD68+ITGAM+CCL2+),M2 Mac ­(C1QA+CCL18+)和TREM2high(图1d, f)。


比较发现,重症COVID-19患者富集了Res-like Mac、M1 Mac和pro-inflammatory Mac。正常对照中M2 Mac和M0 Mac显著富集。TREM2high在中度组中占比最高(图1e)。


图1.总支气管肺泡灌洗液免疫(BAI)细胞群及巨噬细胞亚群


案例二







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


研究目的:研究人员制作了三种表面形貌的电纺膜,将其引入小鼠和大鼠背部皮肤切除伤口,并评估其对伤口愈合和免疫调节特性的影响


样本信息:4例aligned形态电纺膜处理后的小鼠,4例对照


结果:这些单细胞被分为12个主要的细胞类别:角质形成细胞(KER)、成纤维细胞(FIB)、皮脂细胞(SEB)、平滑肌细胞(SMC)、内皮细胞(EC)、许旺细胞(SC)、黑素细胞(MEL)、先天性淋巴样细胞(ILC)、单核细胞-巨噬细胞(MAC)、T细胞(TC)、中性粒细胞(NEU)和树突状细胞(DC)。每个细胞簇的标记基因显示在热图中。


对巨噬细胞进行的亚分群确定了4个子集(图2c)。抗炎基因(Ccl8、Folr2、C1qa和Mrc1)增加的亚群被命名为anti-inflammatory macrophages (AIM),以促炎基因(Ptgs2、Ccl3、Inhba和Nos2)表达升高为特征的亚群被命名为proinflammatory macrophages (PIM)。单核细胞(Mono)亚群显示较高的Ly6c2、Plac8、Cd14和Clec4e,表明对病变和微生物的炎症反应。CytiphiH2-Eb 1hi细胞亚群定义为单核细胞来源的DC(MDC)。这种分类与巨噬细胞常规分类M1和M2的标记基因不完全一致。


图2.总细胞群及巨噬细胞亚群

 

通过对比以上两篇文章我们不难发现,相较于主分群,亚分群的细胞类型定义个性化更强,具体如何划分,还是要结合实际问题具体分析。



【参考文献】

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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