单细胞和WGCNA联合分析揭示影响CEP稳态的关键MSCs生态位和致病基因

文章题目：Revealing the Key MSCs Niches and Pathogenic Genes in Influencing CEP Homeostasis: A Conjoint Analysis of Single-Cell and WGCNA 杂志/日期：Front. Immunol. / 27 June 2022 DOI：10.3389/fimmu.2022.933721

由于对这一领域不甚了解，主要记录、学习文章的分析方法与技术路线。简单记录相关术语如下：

• Degenerative disc disease (DDD)：椎间盘退行性疾病
• nucleus pulposus (NP)：髓核
• annulus fibrosis (AF)：纤维环
• cartilage endplate (CEP)：软骨终板
• mesenchymal stem cells：间充质干细胞

0、文献概要

如标题所述，这篇文献旨在分析软骨终板细胞中与DDD发生相关的关键基因与细胞类型。主要分为两个方面：首先通过WGCNA分析得到DDD相关的模块，围绕模块展开系列分析。其次结合单细胞数据以MSC细胞类型为核心展开多角度分析。

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1、流程总结

结合自己的理解对文献的结果部分进行总结，具体流程与图表可参看原文

1.1 WGCNA部分

（1）从GSE153761的6个样本中（3疾病3对照）进行常规WGCNA流程分析，发现与疾病分组的核心模块，进行通路分析；

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（2）通过STRING的PPI进一步鉴定出两个子模块与5个hub基因，进行通路分析，

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（3）由于上述富集通路涉及免疫信号，文章进一步补充了CIBERSORT免疫浸润分析，发现显著差异的免疫细胞

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这一步部分的核心结论是发现了5个与degenerative CEP高度相关的5个signature gene。

1.2 scRNA-seq部分

（1）从GSE160756收集人椎间盘CEP部位的26209个细胞测序数据，进行质控、去批次、降维、分群、细胞类型注释、亚群分析等常规步骤。共得到13个cluster，6大类细胞；其中对于mesenchymal chondrocytes得到3个亚群。

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（2）对6类细胞分析得到的marker gene进行功能注释分析；

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（3）对mesenchymal chondrocytes的3个亚型细胞命运(cytoTRACE)与轨迹分析(Monocle2)

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（4）使用CellPhoneDB对CEP的6类细胞（包括mesenchymal chondrocytes的3个亚型）进行配受体对水平的细胞通讯分析。

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这一部分的核心结论是发现了mesenchymal chondrocytes中的两个亚群在CEP稳态或恶化过程中起到关键的作用。

个人体会：研究从两个方面独立展开，分别研究与DDD相关的基因（模块）与细胞类型。分析手段多种多样，绘图可视化值得学习，但研究的样本量较小，也并没有将两方面很好地结合起来。如文章所说，可能这方面的数据本身就偏少，也是首次在该领域进行类似的数据挖掘。