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烈冰助力| Advanced Science(IF 15.1)单细胞&空转揭示猪皮肤早期发育的细胞异质性和毛囊形成的关键细胞亚群 时间:2024-04-23

皮肤是身体最大的器官,由表皮和真皮组成,并包含毛囊(hair follicle, HF)等附属器官,在体温调节、身体保护、新陈代谢和感知等方面发挥重要作用。

毛囊(HF)形态发生可分为诱导期(Induction)、器官形成期(Organogenesis)和细胞分化期(Cytodifferentiation)三个阶段。在HF形态发生过程中,最初可观察到的结构是诱导期的毛囊基板(hair placode, Pc)。然而,早期胚胎皮肤细胞的时空转录组图谱还没有被完整地描述过,这对于人体皮肤相关疾病的研究非常重要。

(图片来源:M. R. Schneider, et al., Curr. Biol. 2009)


近期,烈冰生物合作伙伴中国农业大学丁向东教授团队在《Advanced Science》上发表了题目为“Integrating Single-Cell and Spatial Transcriptomics Reveals Heterogeneity of Early Pig Skin Development and a Subpopulation with Hair Placode Formation” 的文章。该研究整合单细胞转录组测序(scRNA-seq)和空间转录组(ST)数据,将不同时期同窝的有毛和无毛猪胚胎作为研究对象,描绘了猪胚胎早期皮肤发育的细胞异质性和毛囊形成关键的细胞亚群。


发表日期:2024年4月

发表期刊:Advanced Science

影响因子:IF=15.1


烈冰生物提供了单细胞测序、空间转录组测序以及定制化的数据分析等技术服务下面我们一起了解一下本文的实验设计和结果解析部分。



实验设计

图1 实验设计与分析原理图


实验分组:

7个猪胚胎的皮肤活检组织:

  • 不同表型:无毛 vs. 有毛

  • 不同胚胎发育时期:E37(预诱导期)、E41(诱导期)、E52(器官形成期)和E85(细胞分化期)


单细胞捕获平台:

10X Genomics 平台


主要技术手段:

单细胞转录组(scRNA-seq)测序、空间转录组(Visium ST)测序


Novelbrain云平台分析工具:

细胞聚类分析,SubCluster分析,差异基因表达分析,GO/Pathway分析,拟时序(Pseudotime)分析、CytoTRACE干性分析、细胞互作分析等


主要研究结果解析


01. 猪胚胎皮肤的单细胞和空间转录组图谱


7个猪胚胎的皮肤活检组织用于表型鉴定和scRNA-seq。为保证后续分析严谨可靠,研究者与烈冰的生信团队一起,从基因数量,线粒体,双细胞等角度对于数据进行质控和数据整合最终共保留51,871个单细胞用于后续分析通过UMAP聚类和细胞类型注释分析,得到25个细胞簇(Cell Cluster),鉴定为7种主要细胞类型;其中,真皮和表皮细胞在有毛和无毛猪组不同时期的比例一致。此外,免疫荧光分析(IF)与单细胞测序结果高度一致,进一步证明了数据注释准确。