Cell | 单细胞转录组揭示肝实质细胞及NPC细胞的早期细胞谱系

原文题目：Single-Cell Transcriptomics Reveals Early Emergence of Liver Parenchymal and Nonparenchymal Cell Lineages

10月29号发表于Cell杂志

摘要：早期肝脏的细胞复杂性和规模限制了对其器官形成过程中出现的分析。为了解决这些问题，该研究分析了从胚胎E7.5天(内胚层祖细胞被指定时)到E10.5天(肝实质细胞和非实质细胞谱系出现时)的45334个单细胞转录组。该研究的数据详细说明了血管内皮和血窦内皮的差异，包括E8.75天的血窦内皮独特转录谱。该研究描述了两种不同的间皮细胞类型以及早期肝星状细胞，并揭示了这些细胞群的不同时空分布。该研究捕获了成肝细胞特异性和迁移的转录谱，包括肝充质细胞类型的出现和成肝细胞集体迁移的证据。

结果：

1.在肝发生中追踪细胞系

作者分析了从胚胎发生第7.5天到第10.5天的内胚层及肝组织。为了丰富PC和NPC肝细胞，E7.5和E8.75的内胚层、中胚层，E9.5和E10.5的肝芽通过细胞分选进行了剔除。质控后获得了45334个细胞，细胞平均表达4190个基因。通过聚类获得15个亚群，鉴定marker基因都对其进行了注释，包括内胚层、间充质细胞，内皮细胞系和造血细胞。细胞注释用先前发表的文章进行了验证。

为了更清楚地肝细胞类型的发生，该研究对内胚层、间充质干细胞和内皮细胞系分别进行了研究。这些细胞系单独进行了可视化，使用Harmony包和Palantir包进一步分析，在发育层面重建细胞系的关系。

2.肝窦和血管内皮细胞在E9.5由共同的内皮祖细胞分化而来

该研究分析了从E7.5到E10.5的2,066个内皮细胞和造血细胞的转录组。聚类后得到4个亚群，分别为成血管细胞、造血祖细胞、内皮细胞和肝窦内皮细胞（HSECs）；并用拟时序看了他们潜在的发展进化关系。

3.早期肝脏中，横隔和肝间充质细胞的异质性

关于间充质（包括STM、间皮和肝星状细胞）的研究不多。因此，对于在早期肝脏中涌现的间充质细胞群体的完整多样性和时机了解甚少。该研究从E8.75、E9.5和E10.5中计算分离了3691个肝间充质细胞，并基于聚类和差异基因表达分析鉴定了5个不同的亚群。对每个细胞群进行的单独描述和研究，部分用免疫荧光进行了验证。

4.早期肝脏中存在肝充质杂交祖细胞

胚胎肝形成于后腹前肠内胚层，它根据迁移的线索侵入STM。为了探究这一转变，该研究计算分离了从E7.5到E10.5测序的2332个肝祖细胞，并使用聚类和差异表达分析来识别四种不同的细胞状态。

5.成肝细胞和肝间充质通过不同的迁移机制出现

用Palantir推测两种细胞的分化轨迹

6.原始血窦的信号通路

为了探究在血窦生成过程中的胞间相互作用，该研究用CellPhoneDB来确认endothelial, HSEC, hepatoblast,HSC, 和hepatomesenchymal lineages间潜在的通路。