成骨细胞发育中的关键转录因子及细胞通讯分析

摘要

目的 使用成骨细胞单细胞测序数据分析发育调控关键转录因子和细胞通讯。方法 对GEO数据库中成骨细胞单细胞测序数据集进行降维、聚类、注释，对注释好的成骨细胞亚群使用pySCENIC软件包，分析转录因子调控网络和调控活性，使用二值化函数binarize获得二元调控子活性评分，分别鉴定成骨细胞不同成熟阶段的特征性转录因子和不同分化阶段的驱动转录因子；使用CellCall从单细胞转录组数据中预测配体-受体相互作用和细胞-细胞通信网络，根据配体-受体对及转录因子的表达，预测不同成熟分化阶段的成骨细胞亚群之间的潜在相互作用强度和关键信号通路。结果 终末分化的骨细胞C6亚群通过SOST/DKK1旁分泌作用于C3亚群，进而使得C3亚群Wnt信号受到抑制、Tcf7l2转录活性降低；同时，C3-C4、C4-C4间通过细胞接触激活Notch信号通路、激活下游转录因子Rbpj,进而对成骨细胞向骨细胞的成熟分化进行精细的调节。结论 成骨细胞向骨细胞发育过程受到配受体-转录因子介导的Wnt和Notch信号通路调控。

关键词

成骨细胞 / 骨细胞 / 单细胞测序 / 转录因子 / 细胞通讯