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plus细胞是什么单细胞测序—PBMC注释的细胞类型

刚开始做单细胞测序的下游分析时,常用的是官方文档提供的pbmc3K数据集,但是我对注释出来的细胞类型缺乏相应的背景知识,对单细胞测序背后的生物学意义也很模糊,这里首先对pbmc3K数据集注释出来的细胞类型进行简单的梳理。

1.1 外周血

外周血(Peripheral Blood)是循环系统中的血液,负责将氧气、营养物质、废物和免疫细胞运输到身体各个部位。外周血的组成包括血浆和血细胞两大部分。以下是对外周血各组成成分的详细介绍:

血浆(Plasma)

血浆是血液中液体部分,占血液总体积的约55%。它是透明的淡黄色液体,主要成分包括水、蛋白质、电解质、营养物质、废物和其他分子。

血细胞(Formed Elements)

血细胞占血液总体积的约45%,包括红细胞、白细胞和血小板。

(1)红细胞(Erythrocytes)

(2)白细胞(Leukocytes)

白细胞是免疫系统的关键组成部分,负责抵抗感染和外来病原体。白细胞根据其形态和功能进一步分为几种类型:

(3)血小板(Platelets, Thrombocytes)

血小板是骨髓巨核细胞的胞质片段,无细胞核,正常成年人每微升血液中有约15万至45万个血小板。

1.2 PBMC

PBMC(Peripheral Blood Mononuclear Cells,外周血单个核细胞)是外周血中的一种重要细胞群体,由具有单个核的免疫细胞组成。它们是研究免疫系统、疾病机制以及开发免疫疗法的重要工具。其中含多种免疫细胞,能够代表外周血中的免疫状态

包括淋巴细胞(T细胞、B细胞和NK细胞),单核细胞,吞噬细胞,树突状细胞和其他少量细胞类型。

PBMC主要包括以下几种细胞类型:

从umap图中看到注释出"Naive CD4 T", "CD14+ Mono", "Memory CD4 T", "B", "CD8 T","FCGR3A+ Mono", "NK", "DC", "Platelet"这9种细胞类型。

2.1 Naive CD4 T、Memory CD4 T、CD8 T

这三类 T 细胞在体内的免疫反应中发挥着互补且至关重要的作用,保障了人体的免疫防御功能。

2.2 B

B细胞(B Lymphocytes)是适应性免疫系统中的关键细胞类型,主要负责体液免疫反应。它们通过产生抗体来中和病原体,并在免疫记忆中发挥重要作用。以下是对B细胞及其更细致分类的详细介绍:

B细胞可以根据其发育阶段、功能和表面标志分为不同亚型。以下是B细胞的几种主要分类:

(1)B-1 细胞

(2)B-2 细胞

B-2细胞是常规B细胞,存在于大多数淋巴组织和血液中。它们进一步细分为以下几种类型:

(a)边缘区B细胞(Marginal Zone B Cells, MZ B Cells)

(b)滤泡B细胞(Follicular B Cells, FO B Cells)

(3)浆细胞(Plasma Cells)

(4)记忆B细胞(Memory B Cells)

B细胞通过其多样化的亚型在免疫系统中发挥多重作用,既能够在初次抗原暴露时提供防御,又能在后续的免疫反应中记忆和加速响应,确保体内免疫系统的精确性和有效性。

2.3 单核细胞、CD14+ Mono、FCGR3A+ Mono

单核细胞(Monocytes)是外周血中的一种重要白细胞,属于先天免疫系统的组成部分。它们在炎症反应、抗感染和组织修复中发挥关键作用。以下是单核细胞及其亚型 CD14+ 单核细胞和 FCGR3A+ 单核细胞的详细介绍:

这些单核细胞及其亚型在人体的免疫防御、炎症反应和组织修复中具有互补而又各自特定的功能。CD14+ 和 FCGR3A+ 单核细胞表现出不同的表型和功能特性,使得它们在不同的生理和病理条件下扮演不同的角色。

2.4 DC细胞与NK细胞

树突状细胞(Dendritic Cells, DCs)和自然杀伤细胞(Natural Killer Cells, NK Cells)是免疫系统中两种关键的细胞类型。它们在先天免疫和适应性免疫中都扮演着重要角色。以下是对这两类细胞的详细介绍:

树突状细胞和自然杀伤细胞通过不同的机制在先天和适应性免疫系统中发挥作用。DCs主要负责抗原呈递和T细胞激活,启动并调节免疫反应;而NK细胞则通过直接杀伤异常细胞和调控其他免疫细胞,在体内维持免疫监视和防御功能。

1.DC细胞来源于单核细胞吗?

是的,树突状细胞(Dendritic Cells, DCs)的一部分确实来源于单核细胞,尤其是在炎症和感染的条件下。这些DCs通常被称为单核细胞来源的树突状细胞(Monocyte-Derived Dendritic Cells, Mo-DCs)

2.NK细胞与T细胞的亲缘关系更近吗?

NK细胞(自然杀伤细胞,Natural Killer Cells)和T细胞(T Lymphocytes)都是来源于骨髓中的造血干细胞,并且都属于淋巴细胞的亚群,因此在发育起源上它们具有一定的亲缘关系。然而,尽管它们在一些功能上有相似之处,它们的发育途径和功能特性存在显著差异。

需要背诵

markers.txt

a = read.delim("../supp/markers.txt",header = F)
gt = split(a[,2],a[,1]) #unstack(a[,c(2,1)])

DotPlot(pbmc, features = gt,cols = "RdYlBu") +
  RotatedAxis()
new.cluster.ids <- c("Naive CD4 T", 
                     "CD14+ Mono", 
                     "Memory CD4 T",
                     "B", 
                     "CD8 T", 
                     "FCGR3A+ Mono", 
                     "NK", 
                     "DC", 
                     "Platelet")

names(new.cluster.ids) <- levels(pbmc)
seu.obj <- RenameIdents(pbmc, new.cluster.ids)
p1 <- DimPlot(seu.obj, 
        reduction = "umap", 
        label = TRUE, 
        pt.size = 0.5) + NoLegend()
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