内分泌器官胰岛的细分单细胞亚群

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我们的《标记基因》专辑目前主要是介绍了肿瘤相关单细胞转录组的第一层次降维聚类分群后的细分亚群：

  • immune (CD45+,PTPRC),
  • epithelial/cancer (EpCAM+,EPCAM),
  • stromal (CD10+,MME,fibo or CD31+,PECAM1,endo)

其中上皮细胞我们介绍了不同器官：

免疫细胞呢，主要是包括淋巴系（T,B,NK细胞）和髓系（单核，树突，巨噬，粒细胞）的两大类作为第二次细分亚群，但是目前我们才介绍到：

stromal 里面的fibo 和endo，我们就介绍了内皮细胞细分亚群，其实还有周细胞和平滑肌细胞，我们后期再慢慢补充。

现在可以稍微换一下话题，不能是一直在肿瘤的一亩三分地做知识点整理，接下来我们准备试试看精子发育，视网膜相关，以及内分泌器官胰岛的细分单细胞亚群。

让我们从内分泌器官胰岛的细分单细胞亚群开始吧，首先我们让chatGPT帮我们回忆一下内分泌器官的概念啦，它是指能够产生和分泌激素（内分泌物质）的器官，这些激素通过血液传递到体内其他部位，对生理活动产生调节和控制作用。内分泌器官广泛分布在人体各个系统中。以下是一些主要的内分泌器官：

  1. 甲状腺： 产生甲状腺激素，对新陈代谢和生长发育有重要影响。
  2. 副甲状腺： 产生和释放对血钙和磷平衡调节至关重要的激素，如甲状旁腺激素（PTH）。
  3. 胰腺： 包括胰岛和胰腺的其他部分，胰岛产生胰岛素和胰高血糖素，对血糖水平起着关键的调节作用。
  4. 肾上腺： 产生肾上腺素和去甲肾上腺素等激素，参与应激反应和调节多种生理功能。
  5. 性腺： 包括卵巢和睾丸，分别产生雌激素和雄激素，对生殖和性征发育有关键作用。
  6. 垂体： 通过前叶和后叶分别产生多种激素，如生长激素、促甲状腺激素、促肾上腺皮质激素、催产素等。
  7. 胃肠道： 产生一些激素，如胃泌素、胰高血糖素等，参与食物消化和能量代谢。
  8. 心脏： 分泌心钠肽，对调节体液平衡和血压有影响。
  9. 脾脏： 产生多种激素，包括胰高血糖素和免疫相关激素。

再让chatGPT告诉我们 胰岛（胰腺的内分泌器官）中的两种主要类型的内分泌细胞：

  1. 胰岛α细胞：
    • 主要激素： 胰高血糖素（glucagon）
    • 功能： 胰高血糖素的主要作用是升高血糖水平，通过促使肝脏释放葡萄糖来实现。
  2. 胰岛β细胞：
    • 主要激素： 胰岛素（insulin）
    • 功能： 胰岛素的主要作用是降低血糖水平，通过促进细胞对葡萄糖的摄取和利用来实现。
  3. 胰岛δ细胞：
    • 主要激素： 胰岛生长抑素（somatostatin）
    • 功能： 胰岛生长抑素对其他胰岛细胞的激素分泌具有抑制作用，调节整个胰岛的激素平衡。
  4. PP细胞（胰岛多肽P细胞）：
    • 主要激素： 胰岛多肽P（pancreatic polypeptide）
    • 功能： 胰岛多肽P在食物摄取后被释放，对食欲和胃肠功能有一定的调节作用。

这些内分泌细胞在胰岛中的分布并非均匀的，而是形成了特定的结构，使得它们能够协调地调节血糖水平和其他代谢过程。研究人员通过单细胞技术等先进技术，能够更深入地了解每一种内分泌细胞的亚群和功能特性。

新鲜出炉的13个单细胞数据集整合后看胰岛单细胞亚群细节

是Schmidt et al. BMC Genomics (2024) 的文章：《Comparative and integrative single cell analysis reveals new insights into the transcriptional immaturity of stem cell-derived β cells》，里面整理了4种不同来源的单细胞转录组数据集，包括：

  • healthy pri- mary adult islets, GSE84133, GSE101207, and GSE114297
  • primary fetal islets ，phs002003 and HD000836
  • stem-cell derived islets, GSE151117, GSE114412, GSE143783, and GSE167880
  • transplanted stem-cell derived islets

如下所示的降维聚类分群，13个单细胞数据集整合，但是 clusters expressing high levels of chro- mogranin A (CHGA) were isolated as probable endocrine cell types

所以最后是 128,204 total pancreatic islet cells to 60,197 CHGA + pancreatic islet cells ，如下所示；

13个单细胞数据集整合

六万多的内分泌细胞是很容易整合在一起的，可以看到没有数据集偏差，而且每个单细胞亚群的标记基因的特异性都非常棒，如下所示：

单细胞亚群的标记基因的特异性都非常棒

可以看到上面的10个内分泌单细胞亚群并不都是在 adult islets，主要是 β, α, PP, δ, ε, and proliferating endocrine，它们各自的代表性基因分别是 INS, GCG, SST, PPY, and GHRL，如下所示：

各自的代表性基因

胰腺癌和胰岛内分泌器官的关系

胰岛内分泌器官与胰腺癌之间的确切关系尚未完全明确，许多因素可能影响胰腺癌的发生，包括遗传、环境、生活方式等。科学界仍在努力深入了解这一关系，并寻找更准确的分子机制以及相关的治疗方法。一些科学假说可能涉及以下几个方面：

  1. 生长因子和调节： 胰岛内分泌功能和癌症细胞的生长可能受到相似的生长因子和调节因素的影响。这些因子可能参与胰腺癌的发生和发展，并在一定程度上与胰岛细胞的功能有关。
  2. 胰岛素样生长因子（IGF）系统： IGF系统包括IGF-1和IGF-2等激素，与细胞生长和增殖有关。异常的IGF系统活性可能与某些胰腺癌的发生有关。
  3. 胰岛素抵抗： 一些研究表明，胰岛素抵抗可能与胰腺癌的发生有关。胰岛素抵抗是指细胞对胰岛素的反应降低，可能导致胰岛素水平升高，与代谢紊乱和癌症发生相关。
  4. 糖代谢异常： 胰岛素和糖代谢紊乱与胰腺癌的风险有关。由于胰岛素是调节糖代谢的重要激素，其异常可能与癌症发生有关。

后面我们再整理精子发育和视网膜相关的单细胞亚群，希望对大家有帮助！

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