人类健康呼吸道的单细胞图谱

生信技能树jimmy

发布于 2024-04-30 15:32:10

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文章被收录于专栏：单细胞天地单细胞天地

文章概述

文章标题：《A Single-Cell Atlas of the Human Healthy Airways》

发表日期和杂志：2020年发表在American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine Volume上

在线阅读链接：https://doi.org/10.1164/rccm.201911-2199oc

单细胞实验设计

通过单细胞RNA图谱研究沿呼吸道的细胞种群分布和转录变化，采用单细胞RNA图谱技术对10例健康活体志愿者的呼吸道上皮细胞异质性进行了研究。

10名健康志愿者采用两种取样方法从4个不同部位分离细胞，对细胞进行单细胞RNA测序(scRNA-seq)分析：

鼻腔活检(3个样本)
鼻腔刷洗(4个样本)
气管活检(隆突，第1区，9个样本)
中间支气管活检(第5 - 6区，10个样本)
远端刷洗(第9 - 12区，9个样本)

总共在35个不同的位置收集了77,969个细胞，从鼻子到呼吸道树的第12部分。

单细胞转录组数据情况

数据链接是：https://www.genomique.eu/cellbrowser/HCA/

选择Data Download下载我们需要的数据即可

rm(list=ls())
options(stringsAsFactors = F) 
source('scRNA_scripts/lib.R')
getwd()

###### step1: 导入数据 ######   
ct=fread( 'Raw_exprMatrix.tsv.gz',data.table = F)
ct[1:4,1:4]
rownames(ct)=ct[,1]
ct=ct[,-1] 

sce.all =CreateSeuratObject(counts =  ct , 
                            min.cells = 5,
                            min.features = 300 )

dim(ct)
dim(sce.all)

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


sp='human'

对读取进来的数据进行质控、harmony整合以及单细胞细分亚群定义等。

第一层次降维聚类分群

第一层次分群，得到21个细胞亚群，使用BioinfoArk提供的中国区chatGPT查询到各个细分亚群的解释，并且对B细胞和plasma细胞进行了详细的解释

Basal: 基底层细胞是一种位于上皮组织底部的细胞类型，它们提供支持和维持上皮层的结构。
Suprabasal: 上基底层细胞是一种位于基底层上方的细胞类型，它们相对于基底层而言更接近上皮表面。
Suprabasal N: 上基底层N细胞是一种位于上皮组织中间层的细胞类型，它们具有神经特性，并表达神经相关的标记物。
Secretory: 分泌细胞是一种具有分泌功能的细胞类型，它们能够合成和释放特定的分泌物质。
Secretory N: 分泌N细胞是一种具有分泌功能和神经特性的细胞类型，它们能够合成和释放特定的分泌物质，并表达神经相关的标记物。
Deuterosomal: 二次体细胞是一种在胚胎发育过程中起到重要作用的细胞类型。
Multiciliated: 多纤毛细胞是一种具有多个纤毛的细胞类型，纤毛能够产生运动，用于推动液体或粒子在细胞表面上的移动。
Multiciliated N: 多纤毛N细胞是一种具有多个纤毛和神经特性的细胞类型，纤毛能够产生运动，并表达神经相关的标记物。
Serous: 浆液细胞是一种分泌清澈液体的细胞类型，常见于腺体组织。
Mucous: 黏液细胞是一种分泌黏液的细胞类型，常见于黏膜组织。
Endothelial: 内皮细胞是一种构成血管内皮的细胞类型，负责维持血管的结构和功能。
Fibroblast: 成纤维细胞是一种产生胶原蛋白和其他细胞外基质分子的细胞类型，负责维持组织的结构和功能。
Smooth muscle: 平滑肌细胞是一种构成平滑肌的细胞类型，负责平滑肌的收缩和舒张。
Pericyte: 周细胞是一种位于血管壁上的细胞类型，负责调节血管的收缩和扩张。
**Macrophage:**巨噬细胞是一种具有吞噬和清除病原体、细胞垃圾等功能的免疫细胞类型。
Monocyte: 单核细胞是一种免疫细胞类型，它们是成熟为巨噬细胞的前体细胞。
Dendritic: 树突细胞是一种免疫细胞类型，负责捕获和呈递抗原，激活其他免疫细胞的免疫反应。
Mast cells: 肥大细胞是一种免疫细胞类型，参与过敏反应和炎症过程。
T cells: T细胞是一种免疫细胞类型，负责调节和执行免疫反应。

因为之前对B细胞和Plasma细胞不太了解，所以让chaGPT对这两类细胞做了详细的介绍

B细胞是一种免疫细胞类型，它们是免疫系统中的一部分，起着重要的抗体产生和免疫记忆的作用。B细胞主要存在于淋巴组织和骨髓中。当免疫系统检测到外来的抗原时，B细胞会通过表面的抗体受体与抗原结合，激活并开始增殖。这些活化的B细胞可以分化为两种类型的细胞：记忆B细胞和浆细胞。

记忆B细胞是长寿命的细胞，它们能够长时间保持对特定抗原的记忆，并在再次暴露于相同抗原时迅速启动免疫反应。记忆B细胞的存在使得免疫系统能够更快、更有效地应对再次感染。

浆细胞（plasma cell）是由活化的B细胞分化而来的细胞，它们是抗体的主要生产者。浆细胞具有高度发达的内质网和细胞器，能够大量合成和分泌抗体。抗体是一种特异性蛋白质，能够与抗原结合并中和病原体或标记它们以便其他免疫细胞清除。浆细胞通常存在于淋巴组织和骨髓中，但它们也可以在炎症或免疫应答中暂时出现在其他组织中。

B细胞和浆细胞在免疫系统中起着重要的作用，通过产生抗体来保护机体免受感染和疾病的侵害。