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小肠上皮细胞单细胞的调查gydF4y2Ba

文摘gydF4y2Ba

肠道上皮细胞吸收营养,应对微生物,作为屏障,帮助协调免疫反应。我们在这里报告分析的53193个独立的上皮细胞从老鼠的小肠和瀑样,使未知的亚型的识别和表征肠道上皮细胞和他们的基因签名。我们发现意想不到的多样性在罹患enteroendocrine细胞和建造新发现亚型的分类,并区分两种亚型的细胞簇,其中表达了上皮细胞因子Tslp pan-immune CD45标记,并没有先前与non-haematopoietic细胞有关。我们也为特征的细胞内在状态和不同细胞类型的比例对细菌和寄生虫感染:gydF4y2Ba沙门氏菌gydF4y2Ba感染引起的增加大量的Paneth细胞和肠上皮细胞,和广泛的抗微生物激活程序;gydF4y2BaHeligmosomoides polygyrusgydF4y2Ba导致增加大量的高脚杯和簇细胞。我们的调查突显出未知标记和程序,将感官分子与细胞类型,揭示肠道内稳态的原则和应对病原体。gydF4y2Ba

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图1:单细胞表达肠上皮细胞的调查。gydF4y2Ba
图2:不同区域的细胞类型和分化。gydF4y2Ba
图3:Enteroendocrine细胞分类。gydF4y2Ba
图4:CD45gydF4y2Ba+gydF4y2Batuft-2细胞Tslp表达。gydF4y2Ba
图5:Microfold细胞签名。gydF4y2Ba
图6:上皮应对病原体感染。gydF4y2Ba

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引用gydF4y2Ba

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    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba谷歌学术搜索gydF4y2Ba

下载参考gydF4y2Ba

确认gydF4y2Ba

感谢l .加图准备,帮助广大流式细胞术设施(p·罗杰斯,s Saldi和c·奥蒂斯),c .哈夫迈斯特和r . Satija使用“有多少细胞”的工具,为统计建议Riesenfeld和a .武断的话,t .逗帮助单细胞门户。这项研究得到了卡拉曼细胞天文台Broad研究所,国立卫生研究院RC2DK114784(境和R.J.X.),霍华德·休斯医学研究所(境),食物过敏科学项目(FASI) Broad研究所(境和R.J.X.),和广泛的gydF4y2Ba下一个gydF4y2Ba10个奖项(境和R.J.X.)。M.B.支持人类前沿科学的博士后奖学金项目(HFSP)。支持R.J.X. NIH DK43351, DK097485赫尔姆斯利慈善基金。gydF4y2Ba

作者信息gydF4y2Ba

作者和联系gydF4y2Ba

作者gydF4y2Ba

贡献gydF4y2Ba

A.L.H.,M.B.和N.R. contributed equally to this study; M.B., R.J.X. and A.R. co-conceived the study; M.B., N.R., A.L.H., R.J.X. and A.R. designed experiments and interpreted the results; N.R. and M.B. carried out all experiments; G.B., T.M.D., M.R.H., S.B., D.D., M.Z. and R.R. assisted with experiments; A.L.H. designed and performed computational analysis with assistance from R.H.H., K.S., C.S., Y.K., I.T. and A.R.; M.R.H. and W.S.G. assisted with tuft and follicle-associated epithelium experiments; M.Z. and H.N.S. assisted with pathogen infections; S.B. and O.Y. assisted with epithelial cell sorting; D.D. and O.R.-R. assisted with scRNA-seq; and A.L.H., M.B., N.R., R.J.X. and A.R. wrote the manuscript, with input from all authors.

相应的作者gydF4y2Ba

对应到gydF4y2BaMoshe BitongydF4y2Ba,gydF4y2BaRamnik j·泽维尔gydF4y2Ba或gydF4y2Ba特拉维夫RegevgydF4y2Ba。gydF4y2Ba

道德声明gydF4y2Ba

相互竞争的利益gydF4y2Ba

境是ThermoFisher科学顾问委员会的一员,锡罗斯制药和司机。R.J.X.顾问诺华,詹森和Celgene公司。A.H.,M.B.,N.R., R.H., K.S., C.S., O.R., R.X. and A.R. are co-inventors on a provisional patent application filed by the Broad Institute relating to this manuscript.

额外的信息gydF4y2Ba

审核人信息gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba由于l . Vermeulen,另一个匿名的评论家(s)为他们的贡献的同行评审工作。gydF4y2Ba

出版商的注意:施普林格自然保持中立在发表关于司法主权地图和所属机构。gydF4y2Ba

扩展数据数据和表gydF4y2Ba

图1扩展数据确定肠道上皮细胞类型scRNA-seq通过无监督聚类数据。gydF4y2Ba

有关gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba。gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba,gydF4y2BabgydF4y2BascRNA-seq数据、质量指标。显示分布读取每个细胞的数量(左)与非零记录检测到的基因数的数量每个细胞(中心)和部分读取映射到mm10鼠标每细胞转录组(右)在droplet-based 3′scRNA-seq数据(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba)和plate-based长篇scRNA-Seq数据(gydF4y2BabgydF4y2Ba)。gydF4y2BacgydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BafgydF4y2Ba,各批次的协议。gydF4y2BacgydF4y2Ba,每个集群的贡献批次。每个饼图显示每个检测到的批作文(黄衫军的传说)集群(标签和细胞的数量明显高于每个饼图)droplet-based 3′scRNA-seq数据集(gydF4y2BangydF4y2Ba= 6小鼠)。所有十复制导致集群,没有主要批效果观察。gydF4y2BadgydF4y2Ba各批次的,细胞类型比例。显示检测到细胞的比例在每个主要细胞类型droplet-based 3′scRNA-seq数据集在每个10批次(点;gydF4y2BangydF4y2Ba= 6小鼠)。灰色酒吧,意思是;误差线,s.e.m。gydF4y2BaegydF4y2Ba在老鼠的表达谱,协议。盒子,晶须的情节显示平均表达谱的皮尔森相关系数(平均日志gydF4y2Ba2gydF4y2Ba(TPM + 1))细胞在每个集群,在所有成对的老鼠。黑条,中值;盒子的边缘,第25和第75百分位数;胡须,四分位范围的1.5倍。集群与其他亚型(如簇和欧共体细胞)表现出更多的变化,如预期。gydF4y2BafgydF4y2Ba,散点图比较平均的日志gydF4y2Ba2gydF4y2Ba(TPM + 1)基因表达值两个从droplet-based scRNA-seq实验3′scRNA-seq数据集(上),两个从plate-based全长scRNA-seq scRNA-seq实验数据集(中心),或之间的平均plate-based长篇scRNA-seq和人口控制(底部)。皮尔逊相关性是显著的左上角。gydF4y2BaggydF4y2Ba,额外的质量控制指标和集群注释的基础上已知的细胞类型标记的表达。7216年t-SNE可视化显示单个细胞,单个点对应于单个细胞。细胞是彩色,从左上角到右下角,集群使用的作业gydF4y2BakgydF4y2Ba近邻图论算法方法;传说显示了集群类型)(相同gydF4y2Ba图1 bgydF4y2Ba(日志),意味着表达式gydF4y2Ba2gydF4y2Ba(TPM + 1))的几个已知标记基因特定细胞类型或状态(上述每个情节),鼠标的产生(见图例),读取每个细胞的数量,每个细胞的基因检测数量,或者记录的数量以umi每个细胞。gydF4y2Ba

图2扩展数据识别和描述在plate-based中肠上皮细胞类型的长篇scRNA-seq通过无监督聚类数据。gydF4y2Ba

有关gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba。gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba、质量控制指标和集群注释的基础上已知的细胞类型标记的表达。t-SNE可视化1522单个细胞(gydF4y2BangydF4y2Ba老鼠= 8)显示,个别点对应于单个细胞。细胞是彩色,从左上角到右下角,分配到集群,意味着表达式(日志gydF4y2Ba2gydF4y2Ba(TPM + 1))的几个已知标记基因特定细胞类型或状态(上述每个情节;一样的gydF4y2Ba扩展数据图1 ggydF4y2Ba与产生它们),鼠标(见图例)及其基因型,用于排序的流式细胞仪门(见图例),读取每个细胞的数量,或基因检测到每个细胞的数量。gydF4y2BabgydF4y2Ba细胞类型特异的签名。,热图显示了一点相对表达水平(行操作gydF4y2BaZgydF4y2Ba分数)基因的细胞类型特异的签名(行)(相同的基因gydF4y2Ba图1 cgydF4y2Ba,除了肠上皮细胞标记),在个别post-mitotic肠道上皮细胞(列)的长篇scRNA-seq数据。颜色代码标志着细胞类型及其相关签名。gydF4y2BacgydF4y2Ba小说,Mptx2 Paneth细胞标记。细胞的t-SNE droplet-based 3′scRNA-seq(左;就像在gydF4y2Ba图1 bgydF4y2Ba)和plate-based全长scRNA-seq(右;就像在gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba)数据显示,颜色由表达式(日志gydF4y2Ba2gydF4y2Ba(TPM + 1))粘膜pentraxin Mptx2。gydF4y2BadgydF4y2Ba,Cell-type-enriched GPCRs。热图显示了一点相对表达式(行操作gydF4y2BaZgydF4y2Ba分数)的基因编码GPCRs(行)显著(罗斯福< 0.001;Mann-WhitneygydF4y2BaUgydF4y2Ba测试;方法)调节或下调给定细胞类型的细胞(列)(最高;颜色编码为gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba)和所有其他细胞相比,plate-based长篇scRNA-seq数据。gydF4y2BaegydF4y2Ba细胞类型特异的富亮氨酸重复,蛋白质(远程雷达)。热图描绘了意味着相对表达式(列gydF4y2BaZgydF4y2Ba的意思是日志gydF4y2Ba2gydF4y2Ba(TPM + 1)值)的基因(列)富亮氨酸重复编码的蛋白质明显(罗斯福< 0.001;Mann-WhitneygydF4y2BaUgydF4y2Ba测试)调节或下调在给定的细胞类型(行)和所有其他细胞相比,在plate-based长篇scRNA-seq数据。gydF4y2BafgydF4y2Ba、程控转录因子和GPCRs。平均相对表达式(gydF4y2BaZgydF4y2Ba的意思是日志gydF4y2Ba2gydF4y2Ba(TPM + 1);色标)的排名前十的转录因子(左)和GPCRs(右)(列)浓缩在每个细胞类型(行)。gydF4y2Ba

扩展数据图3区域Paneth细胞亚型的变化和干细胞标记。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba,Paneth细胞子集。t-SNE 10396单个细胞(点)获得了利用富含大量的协议(方法),彩色的集群注释(gydF4y2BangydF4y2Ba= 2小鼠)。gydF4y2BabgydF4y2Ba标记,Paneth细胞子集。如图所示的一点是表达式(行操作gydF4y2BaZgydF4y2Ba分数;色标)基因的特定(罗斯福< 0.05;Mann-WhitneygydF4y2BaUgydF4y2Ba测试;日志gydF4y2Ba2gydF4y2Ba(褶皱变化)> 0.5)的两个Paneth细胞子集(平均724.5细胞亚型,down-sampled可视化- 500)所示gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba。gydF4y2BacgydF4y2Ba,两个Paneth子集反映区域的多样性。显示相同的基因的表达(行)gydF4y2BabgydF4y2BaPaneth细胞每三个小肠地区(平均176.3细胞/地区;列;gydF4y2Ba图2一个gydF4y2Ba)。11 11 Paneth-1标记在回肠Paneth细胞丰富,而7 10 Paneth-2标记浓缩在十二指肠或空肠的Paneth细胞(罗斯福< 0.05;Mann-WhitneygydF4y2BaUgydF4y2Ba测试)。gydF4y2BadgydF4y2Ba地区肠上皮细胞标记,验证。显示smFISH Lct(红色)和Fabp6十二指肠(白色)(近端;左)和回肠(远端;右)。虚线,地下室和绒毛之间的界限;绿色和黄色箭头,近端和远端肠上皮细胞,分别;酒吧、规模50μm。gydF4y2BaegydF4y2Ba、地区肠道干细胞的变化。一点表达式(行操作gydF4y2BaZgydF4y2Ba分数)基因的特定于每个肠道干细胞区域(罗斯福< 0.05;Mann-WhitneygydF4y2BaUgydF4y2Ba测试;日志gydF4y2Ba2gydF4y2Ba(褶皱变化)> 0.5)。平均1226。3细胞获得的三个地区,down-sampled为可视化(列)500。gydF4y2Ba

扩展数据图4从干细胞分化成熟的肠上皮细胞。gydF4y2Ba

模拟gydF4y2Ba。Diffusion-map嵌入5282细胞(点)进展通过肠上皮细胞分化阶段(方法)。gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba,gydF4y2BabgydF4y2Ba,细胞是彩色的集群作业(gydF4y2Ba图1 bgydF4y2Ba)。扩散组件1和3 (DC-1和dc - 3)相关的过渡从干细胞、祖细胞(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba),而DC-2区分近端和远端肠上皮细胞命运的承诺(gydF4y2BabgydF4y2Ba)。gydF4y2BacgydF4y2Ba,gydF4y2BadgydF4y2Ba细胞是彩色的表达式(日志gydF4y2Ba2gydF4y2Ba(TPM + 1)已知的和新发现的转录因子与分化的阶段(gydF4y2BacgydF4y2Ba),或者与近端或远端肠上皮细胞分化(gydF4y2BadgydF4y2Ba)。gydF4y2BaegydF4y2Ba转录因子,在近端和远端之间差异表达细胞的命运。热图显示平均44转录因子的表达水平之间的差异表达的近端和远端(行)肠上皮细胞集群gydF4y2Ba图1 bgydF4y2Ba(罗斯福< 0.05;Mann-WhitneygydF4y2BaUgydF4y2Ba测试)。gydF4y2BafgydF4y2Ba新发现的地区干细胞标记(gydF4y2Ba扩展数据图3 egydF4y2Ba)确定不同的种群diffusion-map空间。是干细胞的特写镜头显示地区扩散空间(gydF4y2BabgydF4y2Ba插图平方),颜色表达水平(日志gydF4y2Ba2gydF4y2Ba(TPM + 1) pan-stem细胞标记Lgr5就(左),近端干细胞标记Gkn3(中心)或远端干细胞标记Bex1(右)。虚线有助于形象化的干细胞分离的基础上有针对性标记。gydF4y2Ba

扩展数据图5在欧共体细胞异质性。gydF4y2Ba

有关gydF4y2Ba图3gydF4y2Ba。gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba发现和区域位置,欧共体子集。显示是533年欧共体的t-SNE细胞识别droplet-based数据集的全小肠(SI)和地区样本(传奇色彩;gydF4y2BangydF4y2Ba= 8老鼠;方法)。gydF4y2BabgydF4y2Ba,协议激素检出率droplet-based 3′和长篇scRNA-seq之间。散点图显示了检出率(分数的细胞与非零的表达一个给定的成绩单)一组已知的欧共体荷尔蒙,转录因子和标记基因(见图例)在欧共体细胞的完整的数据集,从droplet-based 3′数据集。线性符合(虚线)和95%置信区间(阴影)也显示。gydF4y2BacgydF4y2Ba跨集群子集,关键基因的表达。t-SNE情节显示细胞彩色的分配12集群(左上角;相同的gydF4y2Ba图3gydF4y2Ba)或由表达式(日志gydF4y2Ba2gydF4y2Ba(TPM + 1)标记的细胞不成熟的经济共同体(Neurog3)基因编码肠道激素(Sct、Sst、Cck Gcg Ghrl, GIP, nt, PYY组)或肠嗜铬细胞的细胞标记(Tac1 Reg4)。gydF4y2BadgydF4y2Ba由单个细胞,Co-expression胃肠激素。离开,热图显示典型的肠道激素基因的表达(行)的533个EEC细胞(列),彩色的基础上分配的集群gydF4y2Ba图3gydF4y2Ba(上)。没错,热图显示每个集群(列)细胞的百分比(嵌入文本)的成绩单为每个激素检测到(行)。gydF4y2Ba

图6扩展数据分类和特异性的欧共体子集。gydF4y2Ba

有关gydF4y2Ba图3gydF4y2Ba。gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba,gydF4y2BabgydF4y2Ba,EEC子集之间的关系。gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba欧共体集群,系统树图显示之间的关系所定义的层次聚类的意思表达谱的所有细胞的一个子集(方法)。估计每一个分割的意义源于100000年引导迭代使用R的包gydF4y2BapvclustgydF4y2Ba(■gydF4y2BaPgydF4y2Ba< 0.1,*gydF4y2BaPgydF4y2Ba< 0.05,* *gydF4y2BaPgydF4y2Ba< 0.01,gydF4y2BaPgydF4y2Ba< 0.001;gydF4y2BaχgydF4y2Ba2gydF4y2Ba测试)。gydF4y2BabgydF4y2Ba(皮尔森,热图显示信息相似之处gydF4y2BargydF4y2Ba11重要的主成分得分(之间)gydF4y2BaPgydF4y2Ba< 0.05;方法)在533年欧共体细胞(行、列)。行和列命令使用集群标签获得使用无监督聚类(方法)。gydF4y2BacgydF4y2Ba。特异性肠道激素及相关基因子集。散点图显示每个每个基因的标记细胞的特异性子集(定义为细胞的比例不是在给定子集不给定基因)表达及其灵敏度的子集(定义为给定类型的细胞的一部分,表达的基因(方法)。传说中颜色编码为子集。基因被分配到最高度的子集表示平均。基因选择的基础上他们的注释被称为肠道激素(Cck、加、Gcg Ghrl, GIP, Iapp, Nucb2, nt,肽yy, Sct, Sst),肠嗜铬细胞的标记(Tph1 Tac1)和规范经济共同体标记(Chga Chgb)。gydF4y2BadgydF4y2Ba在不同的经济共同体亚型,GPCRs丰富。热图显示了一点表达水平(行操作gydF4y2BaZgydF4y2Ba分数)平均在每一个经济共同体的细胞亚型(列)11 GPCR-encoding基因差异表达的(行)(罗斯福< 0.25;Mann-WhitneygydF4y2BaUgydF4y2Ba测试)的一个经济共同体亚型。游离脂肪酸受体(Ffar) 1和4显示具体的表达模式:Ffar1是最高的罪所表达的细胞,也是Cck-expressing子集以前称为我细胞(SIL-P,尸罗和SIK-P),而Ffar4是最高的GIP-expressing子集(SIK和SIK-P)。众所周知,这些受体诱导的表达GIP和Gcg维持体内平衡能量gydF4y2Ba64年gydF4y2Ba。Ffar2表达一些祖细胞和肠嗜铬细胞的细胞,但缺席GIP-expressing细胞,而oleoylethanolamide受体Gpr119,这对食物摄取和葡萄糖体内平衡是很重要的gydF4y2Ba21gydF4y2Ba大多数尸罗中高度表达的细胞。gydF4y2Ba

扩展数据图7描述簇细胞和造血的异质性和识别的胸腺基质淋巴细胞生成素谱系标记gydF4y2BaPtprcgydF4y2Ba(CD45)细胞簇的一个子集。gydF4y2Ba

有关gydF4y2Ba图4gydF4y2Ba。gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba,Tuft-1 tuft-2细胞。显示102年t-SNE可视化簇细胞(点;gydF4y2BangydF4y2Ba老鼠= 8)plate-based长篇scRNA-seq数据集(gydF4y2Ba扩展数据图2gydF4y2Ba),标记他们的subclustering tuft-1(橙色)和tuft-2(布朗)亚型。gydF4y2BabgydF4y2Ba,为tuft-1和tuft-2细胞基因签名。热图显示了一点相对表达式(行操作gydF4y2BaZgydF4y2Ba分数)tuft-1和tuft-2标记基因(行;分别为橙色和棕色)在单个细胞从plate-based数据集(列)分配给tuft-1 tuft-2细胞集群(分别为橙色和棕色)。排名前25位的基因显示为每个亚型(所有罗斯福< 0.01和日志gydF4y2Ba2gydF4y2Ba(褶皱变化)> 0.1板,和droplet-based数据集)。gydF4y2BacgydF4y2Ba,Tuft-2签名基因在免疫功能丰富。大大丰富(显示方法;罗斯福< 0.1;−日志gydF4y2Ba10gydF4y2Ba(gydF4y2Ba问gydF4y2Ba值))基因本体论方面的基因签名tuft-2子集。gydF4y2BadgydF4y2Ba神经元和炎症相关的基因的表达在tuft-1 tuft-2子集,分别。图显示每个基因(gydF4y2BaygydF4y2Ba轴)的微分表达式(gydF4y2BaxgydF4y2BaTuft-1和Tuft-2细胞之间的轴)。栏表明贝叶斯引导gydF4y2Ba65年gydF4y2Ba估计的日志gydF4y2Ba2gydF4y2Ba(褶皱变化);铰链和胡须表示25%和95%置信区间,分别。gydF4y2BaegydF4y2Ba在簇细胞,Il33没有检测到。分布的表达式Il33细胞在全身scRNA-seq子集。(*罗斯福< 0.1;Mann-WhitneygydF4y2BaUgydF4y2Ba测试)。gydF4y2BafgydF4y2Ba,gydF4y2BaggydF4y2Ba,为Tslp Tuft-2细胞丰富。gydF4y2BafgydF4y2Ba,结合smFISH(绿色)和免疫荧光的胸腺基质淋巴细胞生成素与DCLK1(红色)。规模的酒吧、10μm。gydF4y2BaggydF4y2Ba相对量化的mRNA表达qPCR支,Tslp和Dclk1 tuft-1(簇细胞标记),tuft-2或随机选择EpCAMgydF4y2Ba+gydF4y2Ba单个细胞识别从96 - plate-based长篇scRNA-seq(每组)16个细胞(*gydF4y2BaPgydF4y2Ba< 0.05,* *gydF4y2BaPgydF4y2Ba< 0.005;gydF4y2BatgydF4y2Ba测试)。gydF4y2BahgydF4y2Ba,验证tuft-2 CD45表达的细胞。免疫荧光检测显示co-expression DCLK1簇细胞标记和CD45(左)和CD45(权利,增加亮度);黄色框显示三个代表簇细胞。酒吧,规模200μm。gydF4y2Ba我gydF4y2Ba、隔离使用流式细胞仪基于CD45 tuft-2细胞的表达。是332年t-SNE EpCAM显示gydF4y2Ba+gydF4y2Ba/ CD45gydF4y2Ba+gydF4y2BaFACS-sorted单个细胞(点;gydF4y2BangydF4y2Ba= 3汇集老鼠),彩色无监督聚类(左上),簇的表达细胞标记Dclk1(右上角),或签名分数tuft-1 tuft-2细胞(底部左和右,分别)。gydF4y2Ba

扩展数据图8 Microfold细胞RANKL-treated肠道瀑样gydF4y2Ba在活的有机体内gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

有关gydF4y2Ba图5gydF4y2Ba。gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BadgydF4y2Ba,Microfold细胞RANKL-treated瀑样。gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BacgydF4y2Ba,5434年t-SNE单个细胞(点)从控制(左)或RANKL-treated(中、右)肠道瀑样,或色素细胞(gydF4y2BabgydF4y2Ba,gydF4y2BacgydF4y2Ba由表达式(日志)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba(TPM + 1))的规范microfold细胞标记TNF-α-induced蛋白2 (Tnfaip2 M-sec;gydF4y2BabgydF4y2Ba2)和糖蛋白(Gp2;gydF4y2BacgydF4y2Ba)(gydF4y2BangydF4y2Ba= 4池井每治疗条件)。gydF4y2BadgydF4y2Ba,microfold细胞标记基因的表达gydF4y2Ba35gydF4y2Ba,gydF4y2Ba37gydF4y2Ba,gydF4y2Ba66年gydF4y2Ba在每个瀑样细胞集群。小提琴的情节显示表达水平的分布(日志gydF4y2Ba2gydF4y2Ba(TPM + 1))为每个十之前报道microfold细胞标记基因gydF4y2Ba37gydF4y2Ba(列),细胞(点)的13个集群,包括成熟microfold细胞(红色),确定gydF4y2BakgydF4y2Ba从瀑样近邻聚类的5434 scRNA-seq概要文件。gydF4y2BaegydF4y2Ba,gydF4y2BafgydF4y2Ba,Microfold细胞基因签名gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba。热图显示每个成熟或干细胞群organoid-derived肠道上皮细胞(列)的平均表达基因(行)(灰色酒吧)或新发现(黑条)microfold细胞标记(gydF4y2BaegydF4y2Ba)或转录因子(gydF4y2BafgydF4y2Ba),具体(罗斯福< 0.05;Mann-WhitneygydF4y2BaUgydF4y2Ba测试)microfold细胞gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba和gydF4y2Ba在活的有机体内gydF4y2Ba(方法)。gydF4y2BaggydF4y2Ba同余的gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba- - -gydF4y2Ba在活的有机体内gydF4y2Ba派生microfold细胞基因签名。小提琴的情节显示分布的意思表达gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba基因在派生的签名gydF4y2Ba在活的有机体内gydF4y2Bamicrofold细胞(红色)和所有其他细胞来源于follicle-associated上皮细胞(灰色)。gydF4y2Ba

扩展数据图9中肠上皮细胞对病原的压力。gydF4y2Ba

有关gydF4y2Ba图6gydF4y2Ba。gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba、广义和pathogen-specific反应基因。火山的情节显示为每个基因(点)的微分表达式及其相关的意义(−日志gydF4y2Ba10gydF4y2Ba(gydF4y2Ba问gydF4y2Ba值);似然比测试)在回应gydF4y2Ba沙门氏菌gydF4y2Ba(上)或gydF4y2Bah . polygyrusgydF4y2Ba(底部)。强烈的基因调节的gydF4y2Ba沙门氏菌gydF4y2Ba(罗斯福< 10gydF4y2Ba−6gydF4y2Ba)或gydF4y2Bah . polygyrusgydF4y2Ba(罗斯福< 5×10gydF4y2Ba−3gydF4y2Ba)分别在紫色或红色突出显示。所有突出显示明显差异表达基因(罗斯福< 0.05)3′和全身scRNA-seq数据集。离开了,所有的基因差异表达指出病原体感染和未感染的控制;中间,病原体的子集差异表达与控制;正确,表达的不同子集只指出病原体,而不是其他(方法)。gydF4y2BabgydF4y2Ba全球感应enterocyte-specific基因在细胞中gydF4y2Ba沙门氏菌gydF4y2Ba感染。显示是5010年t-SNE单一肠道上皮细胞从控制野生型小鼠(左)和小鼠感染gydF4y2Ba沙门氏菌gydF4y2Ba(右)。细胞是彩色的表达式表示的基因,控制老鼠(所有特定于肠上皮细胞gydF4y2Ba补充表2 - 4gydF4y2Ba)和强烈的调节由感染(罗斯福< 10gydF4y2Ba−10gydF4y2Ba3′和全身scRNA-seq数据集)。gydF4y2BacgydF4y2Ba肠上皮细胞程序gydF4y2Ba沙门氏菌gydF4y2Ba感染。丰富(日志gydF4y2Ba10gydF4y2Ba(gydF4y2Ba问gydF4y2Ba值))基因在基因诱导本体术语gydF4y2Ba沙门氏菌,gydF4y2Ba治疗肠道上皮细胞与控制。gydF4y2BadgydF4y2Ba后,细胞内在变化gydF4y2Ba沙门氏菌gydF4y2Ba感染。一点相对表达式(行操作gydF4y2BaZgydF4y2Ba分数;色标)的104个基因(上),其中58(底部)的gydF4y2Ba沙门氏菌gydF4y2Ba感染,显著调节(罗斯福< 0.05;Mann-WhitneygydF4y2BaUgydF4y2Ba测试;日志gydF4y2Ba2gydF4y2Ba(褶皱变化)> 0.1)在肠上皮细胞(列)gydF4y2Ba沙门氏菌gydF4y2Ba感染。十代表基因标签。gydF4y2BaegydF4y2Ba促炎载脂蛋白,Upregulation血清淀粉样蛋白1和2 (gydF4y2BaSaa1gydF4y2Ba和gydF4y2BaSaa2gydF4y2Ba在远端肠上皮细胞gydF4y2Ba沙门氏菌gydF4y2Ba感染。小提琴的情节显示日志gydF4y2Ba2gydF4y2Ba(TPM + 1)的表达水平gydF4y2BaSaa1gydF4y2Ba(上)和gydF4y2BaSaa2gydF4y2Ba(底部)所有post-mitotic从控制和细胞类型gydF4y2Ba沙门氏菌gydF4y2Ba治疗小鼠(gydF4y2BangydF4y2Ba老鼠= 4;样身份的传说所示)(*罗斯福< 0.01,* *罗斯福< 0.0001;Mann-WhitneygydF4y2BaUgydF4y2Ba测试)。gydF4y2BafgydF4y2Ba后,Upregulation Paneth抗菌肽的细胞gydF4y2Ba沙门氏菌gydF4y2Ba感染。小提琴的情节显示日志gydF4y2Ba2gydF4y2Ba(TPM + 1)表达水平的基因编码抗菌肽和粘膜pentraxin Mptx2细胞(点)从控制gydF4y2Ba沙门氏菌gydF4y2Ba来华的老鼠(gydF4y2BangydF4y2Ba老鼠= 4;样品标识的传说所示)(*罗斯福< 0.1,< 0.01,* * * * *罗斯福罗斯福< 0.0001;Mann-WhitneygydF4y2BaUgydF4y2Ba测试)。gydF4y2BaggydF4y2Ba,Paneth细胞数量检测(使用图聚类;方法)后gydF4y2Ba沙门氏菌gydF4y2Ba感染。频率Paneth细胞在每个鼠标(点)在每个条件下(见图例)(* *罗斯福< 0.01;瓦尔德测试)。误差线,s.e.m。gydF4y2Ba

扩展数据图10杯状和簇细胞反应gydF4y2Bah . polygyrusgydF4y2Ba显示一个独特的防御机制。gydF4y2Ba

有关gydF4y2Ba图6gydF4y2Ba。gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba,基因诱导显著non-cell-type-specific方式对感染的反应。是t-SNE可视化显示的9842单肠道上皮细胞(点)从控制野生型小鼠(左),小鼠感染gydF4y2Bah . polygyrusgydF4y2Ba3到10天(中间)和老鼠感染gydF4y2Ba沙门氏菌gydF4y2Ba(右)。细胞的表达(日志gydF4y2Ba2gydF4y2Ba(TPM + 1)表示的基因。被选为显著差异表达基因non-cell-type-specific的方式以应对感染(罗斯福< 0.001的3′scRNA-seq和长篇scRNA-seq数据集)。gydF4y2BabgydF4y2Ba,gydF4y2BacgydF4y2Ba,识别tuft-1 tuft-2控制数据集的子集,gydF4y2Ba沙门氏菌gydF4y2Ba- - -gydF4y2Bah . polygyrusgydF4y2Ba来华的细胞。gydF4y2BabgydF4y2Ba、小提琴块各自签名分数的分布(左和中等)的表达gydF4y2BaDclk1gydF4y2Ba(右;日志gydF4y2Ba2gydF4y2Ba(TPM + 1))细胞(点)在每个簇的子集。gydF4y2BacgydF4y2Bat-SNE映射的409簇祖,tuft-1和tuft-2细胞,彩色的分数为每个签名(左和中间)和任务亚型集群通过gydF4y2BakgydF4y2Ba近邻图集群(右)。gydF4y2BadgydF4y2Ba后由杯状细胞基因,诱导抗寄生虫感染。(日志显示分布的表达式gydF4y2Ba2gydF4y2Ba(TPM + 1)三种抗免疫基因gydF4y2Ba67年gydF4y2Ba杯状细胞调节的反应gydF4y2Bah . polygyrusgydF4y2Ba感染(罗斯福< 0.05;Mann-WhitneygydF4y2BaUgydF4y2Ba测试),在控制和被感染的老鼠。gydF4y2BaegydF4y2Ba,杀寄生虫药期间,杯状细胞分泌的蛋白质gydF4y2Bah . polygyrusgydF4y2Ba感染。免疫荧光分析的formalin-fixed石蜡包埋(FFPE)部分RELMβ(左上角;红色)和钙粘蛋白(左下角;绿色),合并视图包括DAPI核染色(蓝色)(右)、寄生虫感染后10天。的箭头,部分gydF4y2Bah . polygyrusgydF4y2Ba;酒吧,规模200μm。gydF4y2Ba

补充信息gydF4y2Ba

生命科学报告总结(PDF 75 kb)gydF4y2Ba

补充表1总结的单细胞RNAseq实验。gydF4y2Ba

这个表提供了数量(质量过滤后,见方法)个体的肠道上皮细胞在每一个在这个研究。(XLSX 31 kb)gydF4y2Ba

补充表2 -特异性基因签名droplet-based数据集。gydF4y2Ba

这个表提供了特定于每个基因列表确定集群的肠道上皮细胞,确定使用3 ' droplet-based scRNA-seq数据(图1 b)。(XLSX 2008 kb)gydF4y2Ba

补充表3 -特异性基因签名plate-based数据集。gydF4y2Ba

这个表提供了特定于每个基因列表确定集群的肠道上皮细胞,确定使用长篇scRNA-seq数据(扩展数据图2)。(XLSX 1253 kb)gydF4y2Ba

补充表4 -共识特异性基因签名两个数据集。gydF4y2Ba

这个表提供了高信任度的列表基因特定于每个亚型肠道上皮细胞在3 ' droplet-based和全身scRNA-seq数据集。(XLSX 13 kb)gydF4y2Ba

补充表5 -特异性TFs和受体。gydF4y2Ba

这个表提供基因注释列表作为转录因子(TFs), G protein-coupled受体(GPCRs),或者富亮氨酸重复(远程雷达)蛋白质,丰富各亚型的肠上皮细胞在全身plate-based scRNA-seq数据。(XLSX 13 kb)gydF4y2Ba

补充表6 - Enteroendocrine细胞特征基因子集。gydF4y2Ba

这个表提供了列表的基因识别子集的特定于每个簇细胞,确定使用3 ' droplet-based和全身scRNA-seq数据。(XLSX 1482 kb)gydF4y2Ba

补充表7 -共识簇细胞特征基因子集。gydF4y2Ba

这个表提供了列表的基因识别子集的特定于每个簇细胞,确定使用3 ' droplet-based和全身scRNA-seq数据。(XLSX 611 kb)gydF4y2Ba

补充表8 -gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba和gydF4y2Ba在活的有机体内gydF4y2BaM细胞特征基因。gydF4y2Ba

这个表提供了特定于肠道microfold基因的列表(M)细胞,使用3 ' droplet-based scRNA-seq数据gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba细胞来源于RANKL-treated瀑样gydF4y2Ba在活的有机体内gydF4y2Ba细胞从老鼠滤泡相关上皮细胞(身上)。(XLSX 319 kb)gydF4y2Ba

补充表9 -肠上皮反应致病性感染。gydF4y2Ba

这个表提供的估计差异基因表达对感染的反应gydF4y2Bah . polygyrusgydF4y2Ba和gydF4y2Ba沙门氏菌血清gydF4y2Ba为每个上皮细胞类型,使用全身和3 ' droplet-based scRNA-seq数据。(XLSX 6005 kb)gydF4y2Ba

补充表10 -标记的近端和远端Paneth细胞。gydF4y2Ba

这个表提供了估计Paneth两个子集之间的基因差异表达的细胞被聚类和解释(因果)来源于近端和远端小肠(扩展数据图。3)。(XLSX 1541 kb)gydF4y2Ba

幻灯片gydF4y2Ba

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哈伯,一个。,B我ton, M., Rogel, N.et al。gydF4y2Ba小肠上皮细胞单细胞的调查。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba551年,gydF4y2Ba333 - 339 (2017)。https://doi.org/10.1038/nature24489gydF4y2Ba

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