产后肺成熟包含复杂的细胞分化和结构重塑,单细胞层面的染色质可及性动态仍缺少系统图谱。2026年9月18日, 中山大学王芳 团队与南方医科大学张绍军等合作者完成了题为《A temporal single cell atlas of dynamic chromatin accessibility during murine lung maturation》的研究,他们开发了HTL-ATAC-seq,并在小鼠产后肺组织的15个时间点绘制了单细胞染色质可及性时间图谱,覆盖P0到P14,获得1,185,619个细胞核和713,987个候选调控元件。
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研究团队把孔板索引的Tn5转座反应和10x Genomics凝胶微珠条形码连接起来,形成了超高通量、基于连接的HTL-ATAC-seq,并且在物种混合实验里把双细胞率从13.1%降到0.01%。他们在小鼠肺组织每个通道过载144,000个细胞核,捕获率达到60.3%到93.1%,回收率为55.1%到77.8%,重复样本之间的皮尔逊相关系数为0.97。与已有超高通量ATAC技术相比,HTL-ATAC-seq在匹配测序深度和至少500个片段阈值下,保持了较高的峰内读段比例、TSS富集和TSS区域读段比例。研究团队用这个方法分析了P0到P14的15个时间点,质控后得到1,185,619个细胞核,每个细胞核中位片段数为3489,并通过SnapATAC2迭代聚类得到129个染色质子亚群,归入免疫、内皮、基质和上皮四大谱系。
细胞亚群丰度随时间变化后,研究团队把产后发育划为三个阶段,Stage I为P0到P3,Stage II为P4到P11,Stage III为P12到P14。免疫细胞在后期比例升高,上皮细胞比例下降,髓系细胞里单核细胞在Stage I后增加,中性粒细胞在Stage I后减少,成熟B细胞在Stage II显著扩增。上皮细胞中AT1和AT2在Stage I占优势,Mfpr AT1和Spock2 AT1随时间下降,Nek10 AT1在Stage III显著扩增并成为主要AT1亚型,Gfra1 AT2到Stage III末占到AT2细胞的68%。研究团队还识别了18个染色质共可及模块,免疫富集模块与发育时间正相关,非免疫富集模块与发育时间负相关。
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在129个亚群和15个时间点聚合读段后,研究团队用MACS3得到713,987个候选顺式调控元件,占小鼠基因组14.41%,其中68%没有与小鼠肺组织已知DNase超敏位点重叠。这些非重叠元件里有70%在少于十个亚群中可及,25%只在单个亚群中可及,并且表现出更强的亚型限制性。AT1和AT2细胞的动态cCRE显示不同TF结合模式,AT1偏向多个TF协同结合单个cCRE,AT2偏向单个TF结合多个cCRE。研究团队在Stage I AT1细胞中发现一个位于Sprr1a下游45 kb、Sprr1b上游2 kb的cCRE,它与Sprr1a远端启动子共可及,并与Sprr1a活性相关。疾病关联分析显示P0和P9有广泛关联,Nek10 AT1在P0与先天性肺发育不全等疾病相关,Scgb1a1 airway club细胞在P2与急性肺损伤和ARDS相关。
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