案例展示
联合不同单细胞分析技术绘制人类造血系统分化的连续调节谱
1.研究背景
造血分化 是从造血干细胞分化为具有不同功能的细胞过程，在成人中主要发生在骨髓，最终产生淋巴系细胞（B,T,NK cell）,髓系-粒系（monocyte, granulocyte），红系（Ery,mega）等细胞类型，是研究干细胞分化、肿瘤免疫、血液疾病等的良好模型。造血分化过程是一个复杂、多阶段的，受多种因子调控的过程，单细胞表观基因组分析有助于解析造血干细胞转录和细胞命运异质性的顺式和反式调节机制。
2.研究思路
首先利用scATAC-seq数据从chromatin accessibility入手，分析造血分化过程染色质开放状态图谱的异质性；用ChromVAR R包预测TF的活动；采用多种聚类方法，如通过TF Z scores利用Hierarchical clustering 和t-SNE聚类，并采用了reference guided approach，基于bulk sample和算法对单细胞数据进行降维聚类分析；整合scRNA-seq 和scATAC-seq数据分析TF与chromatin accessibility，以及顺式调控元件和邻近基因的表达的相互关系。
3.研究结果
研究人员通过单细胞ATAC-Seq的研究策略，分析了10类已定义的人类造血系统分化细胞类型中染色质可接近性的数据，构建造血细胞分化中染色质可接近性状态的变化轨迹；并整合单细胞转录组数据，构建了转录因子动态调控轨迹。
从单细胞RNA-seq和ATAC-seq的整合分析提供了对人类造血功能的调节特征和动态的见解，在实验或计算上整合多种单细胞数据类型的进一步改进将为发育或疾病细胞命运决策提供单细胞水平上的视角。期望未来的工作结合单细胞表观基因组学、转录组学、蛋白质组学和谱系测量可以揭示对启动调节多种细胞命运转换的调节因子的分子机制和时间顺序的重要见解。
