文獻解讀：人牙髓干細胞和人牙周韌帶干細胞的單細胞RNA測序分析
期刊：Journal of Endodontics
影響因子：4.42
關(guān)鍵技術(shù)：單細胞轉(zhuǎn)錄組學測序
導語
許多研究用于再生醫(yī)學的牙科干細胞的轉(zhuǎn)錄組譜。然而，這類研究使用了大量RNA，并沒有考慮到細胞水平的異質(zhì)性。本文研究了人牙髓干細胞（hDPSCs）和人牙周韌帶干細胞（hPDLSCs）的特征和異質(zhì)性，并檢測了它們之間的差異。對hDPSCs和hPDLSCs的單細胞RNA測序顯示，這些基因在特定的簇中表達。這些分析的結(jié)果可作為牙科治療進一步研究的參考數(shù)據(jù)庫和有價值的資源。
研究技術(shù)
單細胞轉(zhuǎn)錄組學測序
研究結(jié)果
1. hDPSCs和hPDLSCs的特性分析
QC基線是由線粒體基因表達率、nFeature_RNA（基因數(shù)量）和nCount_RNA（轉(zhuǎn)錄本數(shù)量）之間的相互關(guān)系決定的（圖1A和B）。檢測到的基因和轉(zhuǎn)錄本可能代表1滴中的2個或更多的細胞，少量可能表明死亡的細胞或細胞碎片。線粒體基因表達的高比例表明細胞質(zhì)mtRNA通過破碎的細胞膜泄漏；因此，我們保存了線粒體基因表達少于5%的細胞�？梢钥吹絻蓚�細胞的峰（圖1C和D），這可以表明存在低質(zhì)量的細胞。對于高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，直方圖應該顯示一個較大的峰值（圖1E和F）。
2. hDPSCs和hPDLSCs的聚類和基因表達分析
這是從聚類和基因表達分析中推斷出來的。因此，通過整合細胞周期基因，消除了細胞周期效應（圖2A、B、F、G）。然后，我們進行了細胞聚類分析。鑒定出三個hDPSCs和hPDLSCs亞群（圖2C和H）。牙髓簇0無明顯變化趨勢。髓狀簇1為成骨和成牙性簇，表達DCN、COL1A1、COL1A2、 FN1和VCAN。簇2表達S100A4、NEFM、NEFL、COL4A1和神經(jīng)絲組裝束相關(guān)基因集。NEFL、NEFM和S100A4基因參與了神經(jīng)細胞的延長或延伸（圖2D和E）。肌成纖維細胞相關(guān)基因在PDL簇1中表達。成骨和成骨細胞發(fā)育基因（COL8A1、COL11A1和COL4A1）也在PDL聚類1中表達。DCN、POSTN、RUNX2和SOX4在PDL簇2中表達。COL3A1、COL1A1、COL1A2、COL12A1、COL5A2、COL6A3、COL6A1、COL14A1、COL3A1、COL11A11在PDL簇2中表達（圖2I和J）。
3. hDPSCs與hPDLSCs特征基因表達的評價
hDPSCs和hPDLSCs都被降維定位，每個細胞形成單獨的簇（圖3A）。GO分析采用DEG分析，hDPSCs與hPDLSCs之間的差異表達基因如圖3B所示。hDPSCs的GO項如圖3C所示。hPDLSCs的GO分析結(jié)果顯示了生物過程、分子功能和細胞成分類別中的細胞外基質(zhì)和膠原相關(guān)（圖3D）。與GO數(shù)據(jù)一致的是，大多數(shù)類型的膠原在hPDLSCs中高表達，而COL4和COL5在hDPSCs中高表達（圖3E）。
hDPSCs表現(xiàn)出相對較高的神經(jīng)源性和內(nèi)源性評分，而hPDLSCs表現(xiàn)出較高的成骨、軟骨源性和血管內(nèi)皮生長因子家族表達評分（圖4A）。此外，我們在單細胞水平上評估了細胞類型注釋；hDPSCs（圖4B）占各種干細胞的64.9%和0.1%的神經(jīng)元。hPDLSCs（圖4C)包括44.3%成纖維細胞，10.6%軟骨細胞，成骨細胞0.1%。
參考文獻：
[1] Lee S , Dds D C , Munsu Park M S ,et al.Single cell RNA sequencing analysis of human dental pulp stem cells and human periodontal ligament stem cells[J]. 2021.
