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社区首页 >专栏 >糖尿病早期的病人和正常人的肾脏单细胞水平差异

糖尿病早期的病人和正常人的肾脏单细胞水平差异

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生信技能树jimmy
发布2023-09-19 18:44:12
2910
发布2023-09-19 18:44:12
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文章被收录于专栏:单细胞天地

文章概述

文章标题:《The single-cell transcriptomic landscape of early human diabetic nephropathy 》

发表日期和杂志:2019年发表在PNAS

在线阅读链接:https://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1908706116

单细胞实验设计

对冷冻保存的人类糖尿病肾脏样本进行了无偏单细胞RNA测序(snRNA-seq),从3个对照组和3个早期糖尿病肾病样本中生成了23,980个单细胞核转录组。

单细胞转录组数据情况

数据链接是:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSE131882

可以看到是6个样品:

代码语言:javascript
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GSM3823939 Control Sample 1 (snRNAseq)
GSM3823940 Control Sample 2 (snRNAseq)
GSM3823941 Control Sample 3 (snRNAseq)
GSM3823942 Diabetes Sample 1 (snRNAseq)
GSM3823943 Diabetes Sample 2 (snRNAseq)
GSM3823944 Diabetes Sample 3 (snRNAseq)

作者给出来的数据是每个样品一个压缩包格式的rds.gz:

代码语言:javascript
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GSM3823939_control.s1.dgecounts.rds.gz 343.8 Mb
GSM3823940_control.s2.dgecounts.rds.gz 176.0 Mb
GSM3823941_control.s3.dgecounts.rds.gz 290.1 Mb
GSM3823942_diabetes.s1.dgecounts.rds.gz 272.5 Mb
GSM3823943_diabetes.s2.dgecounts.rds.gz 178.4 Mb
GSM3823944_diabetes.s3.dgecounts.rds.gz 157.5 M

可以很简单的循环读取它们:

代码语言:javascript
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library(data.table)
dir='GSE131882_RAW/' 
samples=list.files( dir,pattern = 'rds',full.names = T,recursive = T )
samples 

library(data.table)
sceList = lapply(samples,function(pro){ 
  # pro=samples[1] 
  print(pro) 
  sce=readRDS(pro) 
  ct = sce$umicount$exon$all
  ct[1:4,1:4]
  ct
  library(AnnoProbe)
  ids = annoGene(rownames(ct),'ENSEMBL','human')
  head(ids)
  table(duplicated(ids$SYMBOL))
  ids=ids[!duplicated(ids$SYMBOL),]
  pos = match(ids$ENSEMBL,rownames(ct))
  ct = ct[pos,]
  rownames(ct) =ids$SYMBOL
  sce=CreateSeuratObject(  ct , 
                          project =  strsplit(gsub('.dgecounts.rds','', basename(pro) ),'_')[[1]][2] ,
                         min.cells = 5,
                         min.features = 300 ) 
  return(sce)
})
names(sceList)  
 
samples
library(stringr)
samples = str_split(gsub('.dgecounts.rds','', basename( samples) ),'_',simplify = T)[,2]
sce.all=merge(x=sceList[[1]],
              y=sceList[ -1 ],
              add.cell.ids =  samples )

as.data.frame(sce.all@assays$RNA@counts[1:10, 1:2])
head(sce.all@meta.data, 10)
table(sce.all$orig.ident)

后面就是标准分析啦。

第一层次降维聚类分群

可以看到, 前面的从3个对照组和3个早期糖尿病肾病样本中生成了23,980个单细胞核转录组降维聚类分群后,绝大部分细胞都是上皮细胞,我们通过chatGPT查询到:人类肾脏组织的上皮细胞包括多个亚群,其中一些主要的亚群包括:

  1. 远曲小管细胞(Distal Convoluted Tubule Cells):远曲小管细胞位于肾小管系统的远曲小管部分,参与尿液的浓缩和酸碱平衡调节。
  2. 近曲小管细胞(Proximal Convoluted Tubule Cells):近曲小管细胞位于肾小管系统的近曲小管部分,参与尿液的重吸收和分泌。
  3. 集合管细胞(Collecting Duct Cells):集合管细胞位于肾小管系统的集合管部分,参与尿液的浓缩和酸碱平衡调节。
  4. 肾小管间质细胞(Renal Interstitial Cells):肾小管间质细胞位于肾小管系统的间质区域,提供支持和调节肾小管功能。
  5. 肾小球上皮细胞(Glomerular Epithelial Cells):肾小球上皮细胞位于肾小球的内层,参与尿液的初步过滤和选择性重吸收。

这些上皮细胞亚群在肾脏的功能中起着重要的作用,各自具有特定的形态和功能特征。

但是这个文章给出来的分群是:

  • PCT, proximal convoluted tubule
  • CFH, complement factorH
  • LOH, loop of Henle
  • DCT, distal convoluted tubule
  • CT, connecting tubule
  • CD, collecting duct
  • PC, principal cell
  • IC, intercalated cell
  • PODO, podocyte
  • ENDO, endothelium
  • MES, mesangial cell
  • LEUK, leukocyte

image-20230911104315665

可以看到里面的淋巴细胞非常少,LEUK, leukocyte,而且作者也对淋巴细胞进行了细分。

其它加分项

因为这个实验设计是有分组的,这里是疾病和对照,所以每个单细胞亚群都是可以在两个分组做差异分析,差异分析就可以有火山图。

差异分析就可以有火山图

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原始发表:2023-09-11 11:02,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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  • 文章概述
  • 单细胞实验设计
  • 单细胞转录组数据情况
  • 第一层次降维聚类分群
  • 其它加分项
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