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人体清道夫，巨噬细胞在单细胞中如何亚分群？
人阅读 发布时间：2022-12-26 14:08
巨噬细胞（macrophage，缩写为mφ）是一种位于组织内的白细胞，源自单核细胞，而单核细胞又来源于骨髓中的前体细胞。巨噬细胞和单核细胞皆为吞噬细胞，在脊椎动物体内参与非特异性防卫（先天性免疫）和特异性防卫（细胞免疫）。除了能对抗外来病原体，巨噬细胞也与许多疾病相关，包括代谢和自身免疫性疾病、癌症、感染、肥胖和纤维化等，因此在对各种疾病进行研究的过程中，巨噬细胞也是一大关注点。
在单细胞研究中，对所有细胞进行主分群后，研究人员往往会拿出1-3个作者关注的细胞群进行细分，进而对问题进行更细致的探索。鉴于巨噬细胞的重要功能，往往也会成为细分的对象。在这里，小编以两篇文章为例，带大家看下单细胞文章里如何对巨噬细胞进行亚分群。
案例一
题目：Single-cell analysis reveals cell communication triggered bymacrophages associated with the reduction and exhaustion of CD8+ T cells in COVID-19
研究目的：由SARS-Cov-2引起的COVID-19的爆发已成为一场持续的大流行。了解由多种细胞类型组成的呼吸道免疫微环境以及基于配体-受体相互作用的细胞通讯对于开发疫苗、探索COVID-19发病机制和改善大流行控制措施至关重要
样本信息：3例中度、6例重度COVID-19患者和3例健康对照，样本类型为支气管肺泡灌洗液
结果：这些细胞为分为6大群，巨噬细胞、单核细胞/树突状细胞、T细胞、自然杀伤细胞、浆细胞和上皮细胞（图1a）。与对照和中度样品相比，重度样品中T细胞数量比例显著降低，而NK细胞在重度样品中升高（图1b）。
接下来，作者集中探索了巨噬细胞对SARS-Cov-2感染应答的转录异质性。巨噬细胞被分为六类，Res-like Mac (HLA-DR+ITGAM−CD68low)，pro-inflammatory Mac (CD68+ITGAM−CSF1R−CCL2+), and M0 Mac (CD68+CD163lowITGAM+), M1 Mac (CD68+ITGAM+CCL2+)，M2 Mac (C1QA+CCL18+)和TREM2high（图1d, f）。
比较发现，重症COVID-19患者富集了Res-like Mac、M1 Mac和pro-inflammatory Mac。正常对照中M2 Mac和M0 Mac显著富集。TREM2high在中度组中占比最高（图1e）。
案例二
题目：Dissecting the microenvironment around biosynthetic scaffolds in murine skin wound healing
研究目的：研究人员制作了三种表面形貌的电纺膜，将其引入小鼠和大鼠背部皮肤切除伤口，并评估其对伤口愈合和免疫调节特性的影响
样本信息：4例aligned形态电纺膜处理后的小鼠，4例对照
结果：这些单细胞被分为12个主要的细胞类别：角质形成细胞（KER）、成纤维细胞（FIB）、皮脂细胞（SEB）、平滑肌细胞（SMC）、内皮细胞（EC）、许旺细胞（SC）、黑素细胞（MEL）、先天性淋巴样细胞（ILC）、单核细胞-巨噬细胞（MAC）、T细胞（TC）、中性粒细胞（NEU）和树突状细胞（DC）。每个细胞簇的标记基因显示在热图中。
对巨噬细胞进行的亚分群确定了4个子集（图2c）。抗炎基因（Ccl8、Folr2、C1qa和Mrc1）增加的亚群被命名为anti-inflammatory macrophages (AIM)，以促炎基因（Ptgs2、Ccl3、Inhba和Nos2）表达升高为特征的亚群被命名为proinflammatory macrophages (PIM)。单核细胞（Mono）亚群显示较高的Ly6c2、Plac8、Cd14和Clec4e，表明对病变和微生物的炎症反应。CytiphiH2-Eb 1hi细胞亚群定义为单核细胞来源的DC（MDC）。这种分类与巨噬细胞常规分类M1和M2的标记基因不完全一致。
通过对比以上两篇文章我们不难发现，相较于主分群，亚分群的细胞类型定义个性化更强，具体如何划分，还是要结合实际问题具体分析。
【参考文献】
1.He L, Zhang Q, Zhang Y, et al. Single-cell analysis reveals cell communication triggered by macrophages associated with the reduction and exhaustion of CD8+ T cells in COVID-19[J]. Cell Communication and Signaling, 2021, 19(1): 1-18.
2.Hu C, Chu C, Liu L, et al. Dissecting the microenvironment around biosynthetic scaffolds in murine skin wound healing[J]. Science advances, 2021, 7(22): eabf0787.
在单细胞研究中，对所有细胞进行主分群后，研究人员往往会拿出1-3个作者关注的细胞群进行细分，进而对问题进行更细致的探索。鉴于巨噬细胞的重要功能，往往也会成为细分的对象。在这里，小编以两篇文章为例，带大家看下单细胞文章里如何对巨噬细胞进行亚分群。
案例一
题目：Single-cell analysis reveals cell communication triggered bymacrophages associated with the reduction and exhaustion of CD8+ T cells in COVID-19
研究目的：由SARS-Cov-2引起的COVID-19的爆发已成为一场持续的大流行。了解由多种细胞类型组成的呼吸道免疫微环境以及基于配体-受体相互作用的细胞通讯对于开发疫苗、探索COVID-19发病机制和改善大流行控制措施至关重要
样本信息：3例中度、6例重度COVID-19患者和3例健康对照，样本类型为支气管肺泡灌洗液
结果：这些细胞为分为6大群，巨噬细胞、单核细胞/树突状细胞、T细胞、自然杀伤细胞、浆细胞和上皮细胞（图1a）。与对照和中度样品相比，重度样品中T细胞数量比例显著降低，而NK细胞在重度样品中升高（图1b）。
接下来，作者集中探索了巨噬细胞对SARS-Cov-2感染应答的转录异质性。巨噬细胞被分为六类，Res-like Mac (HLA-DR+ITGAM−CD68low)，pro-inflammatory Mac (CD68+ITGAM−CSF1R−CCL2+), and M0 Mac (CD68+CD163lowITGAM+), M1 Mac (CD68+ITGAM+CCL2+)，M2 Mac (C1QA+CCL18+)和TREM2high（图1d, f）。
比较发现，重症COVID-19患者富集了Res-like Mac、M1 Mac和pro-inflammatory Mac。正常对照中M2 Mac和M0 Mac显著富集。TREM2high在中度组中占比最高（图1e）。
图1.总支气管肺泡灌洗液免疫（BAI）细胞群及巨噬细胞亚群
案例二
题目：Dissecting the microenvironment around biosynthetic scaffolds in murine skin wound healing
研究目的：研究人员制作了三种表面形貌的电纺膜，将其引入小鼠和大鼠背部皮肤切除伤口，并评估其对伤口愈合和免疫调节特性的影响
样本信息：4例aligned形态电纺膜处理后的小鼠，4例对照
结果：这些单细胞被分为12个主要的细胞类别：角质形成细胞（KER）、成纤维细胞（FIB）、皮脂细胞（SEB）、平滑肌细胞（SMC）、内皮细胞（EC）、许旺细胞（SC）、黑素细胞（MEL）、先天性淋巴样细胞（ILC）、单核细胞-巨噬细胞（MAC）、T细胞（TC）、中性粒细胞（NEU）和树突状细胞（DC）。每个细胞簇的标记基因显示在热图中。
对巨噬细胞进行的亚分群确定了4个子集（图2c）。抗炎基因（Ccl8、Folr2、C1qa和Mrc1）增加的亚群被命名为anti-inflammatory macrophages (AIM)，以促炎基因（Ptgs2、Ccl3、Inhba和Nos2）表达升高为特征的亚群被命名为proinflammatory macrophages (PIM)。单核细胞（Mono）亚群显示较高的Ly6c2、Plac8、Cd14和Clec4e，表明对病变和微生物的炎症反应。CytiphiH2-Eb 1hi细胞亚群定义为单核细胞来源的DC（MDC）。这种分类与巨噬细胞常规分类M1和M2的标记基因不完全一致。
图2.总细胞群及巨噬细胞亚群
通过对比以上两篇文章我们不难发现，相较于主分群，亚分群的细胞类型定义个性化更强，具体如何划分，还是要结合实际问题具体分析。
【参考文献】
1.He L, Zhang Q, Zhang Y, et al. Single-cell analysis reveals cell communication triggered by macrophages associated with the reduction and exhaustion of CD8+ T cells in COVID-19[J]. Cell Communication and Signaling, 2021, 19(1): 1-18.
2.Hu C, Chu C, Liu L, et al. Dissecting the microenvironment around biosynthetic scaffolds in murine skin wound healing[J]. Science advances, 2021, 7(22): eabf0787.
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