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从单细胞数据中捕捉巨噬细胞的极化信号

生信菜鸟团  · 公众号  · 生物  · 2025-03-05 12:30

正文

巨噬细胞极化(Macrophage Polarization)是指巨噬细胞在不同微环境信号刺激下,分化为不同功能表型的过程。通常,巨噬细胞可以分为两种主要的极化表型:

  1. M1型巨噬细胞 (经典激活型巨噬细胞):由IFN-γ、LPS等信号诱导,具有促炎、抗微生物和抗肿瘤的功能。
  2. M2型巨噬细胞 (替代激活型巨噬细胞):由IL-4、IL-13、IL-10等信号诱导,具有抗炎、组织修复和促肿瘤的功能。

目前的单细胞测序背景下,特别是针对不同类型的TME,研究者更倾向于将巨噬细胞分类为更精细的亚群,这有利于后续的轨迹分析。

但巨噬细胞极化是巨噬细胞共有的一个表型,我们如何对10多个macro亚型进行极化的评估呢?

从这样的散点图,我们就更能更直观地观察到macro亚群向M1或M2极化的趋势。

如何实现呢?首先需要一个做好细胞注释的seurat对象,然后:

定义基因模块

# M1 巨噬细胞基因模块
m1_genes "CXCL9", "CCL19""CXCL10""IDO1""EBI3""TNFAIP6""CCR7""LAMP3""CCL5""CD40""IRF8""CD38""CCL4""APOL3""CXCL11""ADAMDEC1""HCK""BCL2A1""RSAD2""CYP27B1""KYNU""SIGLEC1""SLAMF1""SLC2A6""IF144L""SAMSN1""LILRB2""TLR2""CCL8""APOBEC3A""AQP9""C3AR1""HLA-DQA1""MNDA""IL2RA""SLC15A3""CD80""ADGRE1""CHI3L1""RASSF4""IL4R""AIM2""PLA1A""MMP9""TLR8""HESX1""SOCS1""LST1""NOD2""IL7R""FLVCR2""BIRC3""PTGIR""CHI3L2""PLA2G7""GPR183""AIF1""CD4""HLA-DOB""MSC""ADGRE2""CCR5""CLEC2D""INFRSF4""CD86""SPIB""LAG3""DHX58""CLIC2""ACHE""CCL18""LY86""CCL14""TNIP3""Clorf54""MMP25""ACP5""APOBEC3G")

# M2 巨噬细胞基因模块
m2_genes "MMP9", "MS4A6A""CCL18""AIF1""NCF2""CD4""ACP5""CLEC4A""CCL13""LY86""SLC15A3""CLEC10A""CCL23""HLA-DQA1""RNASE6""ADAMDEC1""HCK""NPL""TREM2""IRF8""SIGLEC1""CCL4""SAMSN1""CLEC7A""TLR2""P2RY13""CCL8""CD86""CD180""CD68""CD209""C3AR1""GPR183""CCL14""DPEP2""FPR3""CD37""LST1""CLIC2""HRH1""EGR2""CHI3L1""Clorf54""CFP""C5AR1""MNDA""PTGER2""CD300A""PIK3IP1""IGSF6""RENBP""PLA2G7""FCGR2B""SLAMF8""RASGRP3""QPCT""LILRB2""ATP8B4""PTGIR""FRMD4A""TLR8""KYNU""CHST15")

巨噬细胞的基因集来自:https://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S0092867421000106-mmc5.xlsx

计算模块得分

macro_cells "M1_score")
macro_cells "M2_score")

可视化

# 定义颜色映射
library(paletteer)
paletteer_c("scico::berlin"8)

celltype_colors   "Macro-CCL3L1" = "#9EB0FFFF",
  "Macro-CXCL9" = "#4799C9FF",
  "Macro-FTH1" = "#225771FF",
  "Macro-IL1B"






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