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在单细胞水平上构建人类细胞景观gydF4y2Ba

自然gydF4y2Ba体积gydF4y2Ba581gydF4y2Ba，gydF4y2Ba页面gydF4y2Ba303 - 309 (gydF4y2Ba2020gydF4y2Ba）gydF4y2Ba引用本文gydF4y2Ba

主题gydF4y2Ba

摘要gydF4y2Ba

单细胞分析是解剖复杂系统中细胞异质性的有价值的工具gydF4y2Ba1gydF4y2Ba．然而，人类尚未获得全面的单细胞图谱。在这里，我们使用单细胞mRNA测序来确定所有主要人体器官的细胞类型组成，并构建了人类细胞景观(HCL)的方案。我们已经发现了许多组织的单细胞层次结构，这些组织尚未被很好地描述。我们建立了“单细胞HCL分析”管道，帮助定义人类细胞身份。最后，我们对人类和小鼠的景观进行了单细胞比较分析，以确定保守的遗传网络。我们发现，干细胞和祖细胞表现出强烈的转录组随机性，而分化细胞则更明显。我们的研究结果为人类生物学的研究提供了有用的资源。gydF4y2Ba

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图1:使用微井序列构建HCL。gydF4y2Ba
图2:HCL中非免疫细胞的免疫激活。gydF4y2Ba
图3:scHCL分析在干细胞生物学中的应用。gydF4y2Ba
图4:细胞景观的跨物种比较。gydF4y2Ba

数据可用性gydF4y2Ba

CNGB核苷酸序列档案的登录号为CNP0000325 (gydF4y2Bahttps://db.cngb.org/search/?q=CNP0000325gydF4y2Ba)。GEO登录号为gydF4y2BaGSE134355gydF4y2Ba．人类DGE数据可在gydF4y2Bahttps://figshare.com/articles/HCL_DGE_Data/7235471gydF4y2Ba．鼠标DGE数据可在gydF4y2Bahttps://figshare.com/articles/MCA_DGE_Data/5435866gydF4y2Ba．图源数据gydF4y2Ba2gydF4y2Ba，gydF4y2Ba4gydF4y2Ba和扩展数据图。gydF4y2Ba2gydF4y2Ba，gydF4y2Ba5gydF4y2Ba，gydF4y2Ba7gydF4y2Ba，gydF4y2Ba8gydF4y2Ba，gydF4y2Ba9gydF4y2Ba，gydF4y2Ba10gydF4y2Ba，gydF4y2Ba11gydF4y2Ba提供纸张。HCL数据也可以访问gydF4y2Bahttp://bis.zju.edu.cn/HCL/gydF4y2Ba或gydF4y2Bahttps://db.cngb.org/HCL/gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

代码的可用性gydF4y2Ba

图表的详细代码载于gydF4y2Bahttps://github.com/ggjlab/HCL/gydF4y2Ba．一个在线R包可用于scHCL (gydF4y2Bahttps://github.com/ggjlab/scHCL/gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

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    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  58. Karamitros, D.等人。单细胞分析揭示了人类淋巴-髓系祖细胞的连续统。gydF4y2BaNat。ImmunolgydF4y2Ba．gydF4y2Ba19gydF4y2Ba， 85-97(2018)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  59. 阮，Q. H.等。利用单细胞RNA测序鉴定人乳腺上皮细胞的多样性。gydF4y2BaNat。CommungydF4y2Ba．gydF4y2Ba9gydF4y2Ba， 2028(2018)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba广告gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  60. 曾志伟，曾志伟等。整合单细胞和无细胞血浆RNA转录组学阐明胎盘细胞动力学。gydF4y2Ba国家科学院学报美国gydF4y2Ba114gydF4y2Ba， e7786-e7795(2017)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

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    文章gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

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    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

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    文章gydF4y2Ba广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  64. Gu, Z.， Gu, L.， Eils, R.， Schlesner, M. & Brors, B.在R.中实现并增强了圆形可视化。gydF4y2Ba生物信息学gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba， 2811-2812(2014)。gydF4y2Ba

    文章gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

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    文章gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

下载参考gydF4y2Ba

确认gydF4y2Ba

感谢G-BIO(杭州)、思丹赛生物科技(上海)、华大基因(深圳)和CNGB(深圳)对本项目的支持;Vazyme提供本研究中定制的酶;浙江大学医学院核心设施进行技术支持;浙江大学低温电子显微镜研究中心;以及朱玉玉、朱建军、黄丽丽、邵丽丽、王志强、黄红红、吴晓霞、林文文、白敏、孙青、吴晓霞、姚明敏、朱峰、李志强、黄丽丽、邵丽丽、王志强、陈晓曦对样本采集的帮助。本出版物是人类细胞图谱的一部分:gydF4y2Bawww.humancellatlas.org/publications/gydF4y2Ba．G.G.是人类细胞图谱项目(国际)、血细胞图谱联盟(中国)和细胞图谱项目(浙江大学干细胞研究所)的参与者。国家自然科学基金(no . 91842301, no . 81770188, no . 31722027, no . 31922049, no . 31701290, no . 31871473)，国家重点研发计划(no . 2018YFA0107804, no . 2018YFA0107801, no . 2018YFA0800503, no . 2018YFC1005003)，浙江省自然科学基金(no . R17H080001)，中央高校基本科研业务费专项(G.G.)资助。gydF4y2Ba

作者信息gydF4y2Ba

作者指出gydF4y2Ba

  1. 这些作者贡献均等:韩小平、周子铭、费丽江、孙慧玉、王仁英、陈瑶、陈海德、王晶晶gydF4y2Ba

作者及隶属关系gydF4y2Ba

  1. 浙江大学医学院干细胞与再生医学中心，中国杭州gydF4y2Ba

    韩小平，周子铭，费丽江，孙慧玉，王仁英，陈海德，王晶晶，叶芳，蒋梦梦，吴俊卿，肖艳玉，张廷跃，赖淑静，于成轩，郭国基gydF4y2Ba

  2. 中国杭州，浙江大学医学院附属第一医院骨髓移植中心gydF4y2Ba

    韩小平，黄贺，郭国基gydF4y2Ba

  3. 浙江大学医学院附属妇女医院生殖内分泌科，中国杭州gydF4y2Ba

    陈瑶，吴一清，张丹gydF4y2Ba

  4. 浙江省组织工程与再生医学重点实验室，李达森博士，叶毅钦干细胞与再生医学研究中心，杭州，中国gydF4y2Ba

    陈海德，王晶晶，郭国基gydF4y2Ba

  5. 浙江大学医学院附属第一医院肾脏疾病中心，中国杭州gydF4y2Ba

    唐焕娜，陈江华gydF4y2Ba

  6. 浙江大学医学院附属第二医院肝胆胰外科，中国杭州gydF4y2Ba

    葛文浩，朱丽君，王伟林gydF4y2Ba

  7. 浙江大学生命科学学院，中国杭州gydF4y2Ba

    周银聪，陈明gydF4y2Ba

  8. 浙江大学医学院神经科学中心，杭州，中国gydF4y2Ba

    贾晓宁，胡海兰gydF4y2Ba

  9. 浙江大学生命科学研究所，中国杭州gydF4y2Ba

    马晓杰，朱赛勇gydF4y2Ba

  10. 浙江大学医学院附属第一医院肝胆胰外科，中国杭州gydF4y2Ba

    张琪，白雪莉，梁廷波gydF4y2Ba

  11. 杭州瑞格健科技有限公司，中国杭州gydF4y2Ba

    鲁伊·林gydF4y2Ba

  12. 安诺达基因科技有限公司，北京，中国gydF4y2Ba

    优奇人高gydF4y2Ba

  13. Veritas Genetics Asia，杭州，中国gydF4y2Ba

    王敏gydF4y2Ba

  14. 浙江大学医学院附属第二医院神经外科，中国杭州gydF4y2Ba

    Jianming张gydF4y2Ba

  15. 浙江大学医学院附属第一医院神经外科，中国杭州gydF4y2Ba

    Renya詹gydF4y2Ba

  16. 中国科学院癌症与基础医学研究所，中国科学院大学肿瘤医院，浙江省肿瘤医院，中国杭州gydF4y2Ba

    长春王gydF4y2Ba

  17. 浙江大学血液学研究所，中国杭州gydF4y2Ba

    黄贺，郭国吉gydF4y2Ba

  18. 浙江大学干细胞研究所，中国杭州gydF4y2Ba

    黄贺，郭国吉gydF4y2Ba

作者gydF4y2Ba
  1. 小平汉gydF4y2Ba
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  2. 梓鸣周gydF4y2Ba
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  3. 丽江范gydF4y2Ba
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  4. 宋阳光gydF4y2Ba
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  5. 瑞尼王gydF4y2Ba
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  6. 姚晨gydF4y2Ba
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  7. 海德陈gydF4y2Ba
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  8. 晶晶王gydF4y2Ba
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  9. Huanna唐gydF4y2Ba
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  10. 朱文昊通用电气gydF4y2Ba
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  11. Yincong周gydF4y2Ba
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  12. 你们方gydF4y2Ba
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  13. Mengmeng江gydF4y2Ba
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  14. Junqing吴gydF4y2Ba
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  15. 考察两小gydF4y2Ba
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  16. Xiaoning贾gydF4y2Ba
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  17. Tingyue张gydF4y2Ba
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  18. 小姐马gydF4y2Ba
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  19. 七张gydF4y2Ba
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  20. Xueli呗gydF4y2Ba
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  21. Shujing赖gydF4y2Ba
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  22. Chengxuan余gydF4y2Ba
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  23. 朱一派gydF4y2Ba
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  24. 鲁伊·林gydF4y2Ba
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  25. 优奇人高gydF4y2Ba
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  26. 王敏gydF4y2Ba
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  27. 以吴gydF4y2Ba
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  28. Jianming张gydF4y2Ba
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  29. Renya詹gydF4y2Ba
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  30. Saiyong朱gydF4y2Ba
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  31. 胡圯gydF4y2Ba
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  32. 长春王gydF4y2Ba
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  33. 明陈gydF4y2Ba
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  34. 他黄gydF4y2Ba
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  35. Tingbo梁gydF4y2Ba
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  36. Jianghua陈gydF4y2Ba
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  37. 王团长gydF4y2Ba
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  38. 丹张gydF4y2Ba
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  39. 郭字词gydF4y2Ba
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贡献gydF4y2Ba

组织消化实验由小红、宗忠、荣伟、洪昌、芳玉、m.j.、吴俊和S.L.进行Microwell-seq实验由小红、宗忠、荣伟、洪昌、芳玉、吴俊和S.L.进行单细胞数据处理、聚类和轨迹分析由l.f.、h.s.、王杰、Y.X.和C.Y.进行scHCL分析，网站建设由h.s.进行。王杰、洪生进行跨种及基因调控分析，洪杰、洪生进行免疫染色实验，洪成、小明、邵正进行干细胞分化实验，荣利、y.g、m.w进行测序实验，杨成、y.w、D.Z.进行胎儿组织采集，成体脑组织采集由小杰、J.Z、荣哲、胡海海进行。成人造血细胞收集由H. Huang进行。其他成人组织采集由h.t.， w.g.， t.z.， Q.Z, x.b.， l.z.， c.w.， t.l.， J.C.和w.w.进行。本文由郭光光、晓华、宗泽、吕夫、洪士生、荣威、杨永昌、洪志及王俊杰撰写。G.G.和X.H.获得了资金gydF4y2Ba

相应的作者gydF4y2Ba

对应到gydF4y2Ba小平汉gydF4y2Ba或gydF4y2Ba郭字词gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

道德声明gydF4y2Ba

相互竞争的利益gydF4y2Ba

作者声明没有利益竞争。gydF4y2Ba

额外的信息gydF4y2Ba

同行评审信息gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba感谢Berthold Gottgens, Rosario Isasi和其他匿名审稿人对这项工作的同行评审所做的贡献。gydF4y2Ba

出版商的注意gydF4y2Ba施普林格自然对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。gydF4y2Ba

扩展的数据图形和表格gydF4y2Ba

扩展数据图1 HCL的构造。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba，比较gydF4y2BatgydF4y2Ba-来自Tabula Muris (10X Genomics)、低采样Tabula Muris数据(10X Genomics)和MCA数据(microwell-seq)的肺部数据集的sne地图。请注意，在Tabula Muris数据中，测序深度的下降采样并不影响细胞类型的簇。值得注意的是，MCA的肺数据(在较低深度测序)检测到更多的细胞类型簇，包括重要的肺上皮细胞，如AT1细胞、俱乐部细胞和生物活性祖细胞。gydF4y2BabgydF4y2Ba，截至2019年12月31日在HCL处理的每种组织类型的细胞数量。gydF4y2BacgydF4y2Ba，体RNA测序和microwell-seq检测到的基因数量的维恩图(计数少于3个的基因被排除在外)。右侧散点图显示大体积RNA测序和微孔测序之间的平均基因表达高度相关(大于0.8)。我们分析了17058个肾脏基因和16910个肺部基因。gydF4y2BadgydF4y2Ba，在成人肺、肾和肾上腺单细胞数据的子样本中恢复的细胞类型百分比。代表性组织的主要细胞类型数量接近8000个左右的平台;我们平均每个组织收集了超过1万个细胞。gydF4y2BaegydF4y2Ba，四个胎儿肾脏样本供体批量效应的修拉分析(gydF4y2BangydF4y2Ba= 22,439个细胞)及三个成人肾脏样本(gydF4y2BangydF4y2Ba= 22,692个细胞)。不同供体单细胞在每种细胞类型簇中的混合表明数据中的批处理效应相对较低。右边的聚类贡献柱状图显示，一个胎儿肾捐赠者缺乏C19，一个成人肾捐赠者缺乏C22。gydF4y2Ba

图2 HCL遗传网络分析。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba，从HCL数据进行网络解释的伪细胞分析的验证。左为小鼠肺单细胞数据中单细胞、伪细胞5、伪细胞10、伪细胞20、伪细胞50、伪细胞100的基因数量gydF4y2Ba14gydF4y2Ba，gydF4y2Ba15gydF4y2Ba由10X Genomics、Smart-seq2和microwell-seq生成。在每个细胞或伪细胞中计算基因。每个方框的样本量从左到右分别为:10X Genomics: 5449、1089、540、272、112和62;Smart-seq2: 1,620, 324, 158, 83, 33和20;Microwell-seq: 6,940, 1,390, 686, 349, 142和81。右，小鼠肺单细胞数据中的单细胞，伪细胞5、伪细胞10、伪细胞20、伪细胞50和伪细胞100的剪影值。高剪影值代表良好的分离。每个方框从左到右的样本量分别为:6,940、1,390、686、349、142和81。箱形图:中线，中位数;盒子，第一和第三四分位数的分布; whiskers, highest and lowest data points within 1.5 × IQR.bgydF4y2Ba，gydF4y2BatgydF4y2Ba- HCL伪细胞数据的sne图，显示改善的细胞类型聚类(gydF4y2BangydF4y2Ba= 30,053伪细胞)。gydF4y2BacgydF4y2Ba， TF-TF相关热图，覆盖1521个人类tf，使用HCL伪细胞数据生成。相关数据见补充表gydF4y2Ba2gydF4y2Ba．gydF4y2BadgydF4y2Ba， HCL中的代表性TF网络(PCC > 0.5)。请注意，HCL TF网络在小模块内高度相关，但在不同模块之间是离散的。gydF4y2Ba

源数据gydF4y2Ba

扩展数据图3gydF4y2BatgydF4y2Ba-SNE图为HCL中分析的胎儿组织的例子。gydF4y2Ba

tgydF4y2Ba-胎儿皮肤单细胞数据的sne图gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba；gydF4y2BangydF4y2Ba= 5294个细胞)，胎脑5个(gydF4y2BabgydF4y2Ba，gydF4y2BangydF4y2Ba= 5,096)，胎儿胰腺2 (gydF4y2BacgydF4y2Ba，gydF4y2BangydF4y2Ba= 6,939)，胎儿女性性腺1个(gydF4y2BadgydF4y2Ba，gydF4y2BangydF4y2Ba= 2,710)，胎儿肋骨3 (gydF4y2BaegydF4y2Ba，gydF4y2BangydF4y2Ba= 4,560)，胎儿男性性腺1 (gydF4y2BafgydF4y2Ba，gydF4y2BangydF4y2Ba= 3,358)，绒毛膜绒毛1 (gydF4y2BaggydF4y2Ba，gydF4y2BangydF4y2Ba= 9,898)、胎头1号(gydF4y2BahgydF4y2Ba，gydF4y2BangydF4y2Ba= 5129)。细胞按细胞类型簇着色。gydF4y2Ba

扩展数据图4gydF4y2BatgydF4y2Ba-SNE图为HCL中分析的成人组织的例子。gydF4y2Ba

tgydF4y2Ba-成人胆囊单细胞数据sne图1 (gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba，gydF4y2BangydF4y2Ba= 9,769个细胞)，成人肝脏4 (gydF4y2BabgydF4y2Ba，gydF4y2BangydF4y2Ba= 4,384)，成人横结肠1 (gydF4y2BacgydF4y2Ba，gydF4y2BangydF4y2Ba= 5,765)，成人十二指肠1 (gydF4y2BadgydF4y2Ba，gydF4y2BangydF4y2Ba= 4,681)，成人回肠2 (gydF4y2BaegydF4y2Ba，gydF4y2BangydF4y2Ba= 3,367)，成人气管2个(gydF4y2BafgydF4y2Ba，gydF4y2BangydF4y2Ba= 9,949)、成人甲状腺1 (gydF4y2BaggydF4y2Ba，gydF4y2BangydF4y2Ba= 6319)，成人外周血1 (gydF4y2BahgydF4y2Ba，gydF4y2BangydF4y2Ba= 2719)。细胞根据细胞类型簇着色。gydF4y2Ba

图5人体肺、肾分析。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba，gydF4y2BatgydF4y2Ba-胎儿肾4单细胞数据sne图(gydF4y2BangydF4y2Ba= 4,511个细胞)。这个实验重复了四次，得到了相似的结果。gydF4y2BabgydF4y2Ba，gydF4y2BatgydF4y2Ba-成人肾2单细胞数据sne图(gydF4y2BangydF4y2Ba= 8,877个单元)。这个实验重复了三次，都得到了相似的结果。gydF4y2BacgydF4y2Ba，gydF4y2BatgydF4y2Ba-胎儿肺1单细胞数据sne图(gydF4y2BangydF4y2Ba= 4,526个细胞)。这个实验重复了两次，得到了相似的结果。gydF4y2BadgydF4y2Ba，gydF4y2BatgydF4y2Ba-成人肺1单细胞数据sne图(gydF4y2BangydF4y2Ba= 8426个细胞)。这个实验重复了三次，都得到了相似的结果。所有单元格gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BadgydF4y2Ba根据细胞类型簇着色。gydF4y2BaegydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BahgydF4y2Ba，胎肾配体与受体分析4 (gydF4y2BaegydF4y2Ba)、成人肾2 (gydF4y2BafgydF4y2Ba)、胎肺1 (gydF4y2BaggydF4y2Ba)及成人肺1 (gydF4y2BahgydF4y2Ba)使用CellPhoneDB方法。颜色代表细胞类型;线粗表示细胞类型之间的关联程度。gydF4y2Ba

源数据gydF4y2Ba

扩展数据图6新种群实例。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba，gydF4y2BatgydF4y2Ba-成人胸膜1单细胞数据sne图(gydF4y2BangydF4y2Ba= 19,695个细胞)。细胞是根据细胞类型簇着色gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba，gydF4y2BacgydF4y2Ba而且gydF4y2BadgydF4y2Ba．gydF4y2BabgydF4y2Ba，基因表达热图显示成人胸膜中每个细胞簇的前20个差异表达基因1。深蓝色，表情高;浅蓝色，低表情。代表性的基因被标记在右边相应的区域。gydF4y2BacgydF4y2Ba，gydF4y2BatgydF4y2Ba-成人大网膜3单细胞数据sne图(gydF4y2BangydF4y2Ba= 1354个细胞)。gydF4y2BadgydF4y2Ba，gydF4y2BatgydF4y2Ba-胎儿肌肉单细胞数据sne图(gydF4y2BangydF4y2Ba= 18,345个单元)。gydF4y2BaegydF4y2Ba，特征图中的gydF4y2BatgydF4y2Ba-成人肺1单细胞数据sne图(gydF4y2BangydF4y2Ba= 8426个细胞)。细胞根据标记基因的表达进行着色。gydF4y2BafgydF4y2Ba免疫荧光法检测成人肺组织中上皮细胞标志物KRT17和CXC趋化因子CXCL2。比例尺，50 μm。这个实验重复了三次，都得到了相似的结果。gydF4y2Ba

图7跨组织细胞网络。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba，gydF4y2BabgydF4y2Ba，gydF4y2BatgydF4y2Ba-人类组织特异性基质细胞单细胞数据的sne图(gydF4y2BangydF4y2Ba= 9,452个细胞)。细胞根据基质细胞亚型(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba)或组织类型(gydF4y2BabgydF4y2Ba)。gydF4y2BacgydF4y2Ba，柱状图显示了供体对每个基质细胞和内皮细胞簇的贡献。gydF4y2Ba

源数据gydF4y2Ba

图8胎儿到成体的转化分析。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba，显示成人肾与胎儿肾细胞类型相似性(PCC)的热图。蓝色，相似度低;红色，相似度高。gydF4y2BabgydF4y2Ba，显示成人肺与胎儿肺细胞类型相似性(PCC)的热图。蓝色，相似度低;红色，相似度高。gydF4y2BacgydF4y2Ba，gydF4y2BadgydF4y2Ba利用PAGA分析胎儿和成人组织中非免疫细胞的分支基因表达轨迹。gydF4y2BacgydF4y2Ba，发育阶段有色的;gydF4y2BadgydF4y2Ba，由细胞谱系着色。对具有代表性的谱系进展进行差异基因表达分析;胎儿细胞(浅蓝色)和成人细胞(深蓝色)的顶级标记物显示。标记列表在源数据中提供。gydF4y2BaegydF4y2Ba，每个胎儿和成人组织对中非免疫细胞的单细胞熵(右)，以及由SLICE测量的成人和胎儿联合数据(左)gydF4y2Ba54gydF4y2Ba．箱形图:中线，中位数;盒子，第一和第三四分位数的分布;须，最高和最低数据点在1.5 × IQR内。样本从左至右:2770、3557、522、279、340、193、270、38、885、631、208、353、187、111、268、112、294、314、583、739。gydF4y2Ba

源数据gydF4y2Ba

扩展数据图9 scHCL分析。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba，大量人类胚胎干细胞数据的scHCL结果(gydF4y2BangydF4y2Ba= 17个样本)。每行表示引用中的一种单元格类型。每一列代表一个大样本。PCC用于评价细胞型基因表达相似性。红色，高相关性;灰色，低相关性。一些单元格类型的数据来自已发表的作品，如第一作者名:Zhong所示gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba,李gydF4y2Ba25gydF4y2Ba, SegerstolpegydF4y2Ba27gydF4y2Ba男爵gydF4y2Ba29gydF4y2Ba, VentoTormogydF4y2Ba37gydF4y2Ba,营gydF4y2Ba42gydF4y2Ba, LaMannogydF4y2Ba43gydF4y2Ba,汉族gydF4y2Ba57gydF4y2Ba．gydF4y2BabgydF4y2Ba，结直肠癌类器官数据的scHCL结果(gydF4y2BangydF4y2Ba= 15个样本)，如gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba．gydF4y2BacgydF4y2Ba、肝芽类器官的scHCL结果(gydF4y2BangydF4y2Ba= 465个单元格)，与中一样，除了每一列表示客户数据集中的一个单元格。gydF4y2BadgydF4y2Ba，大脑类器官数据的scHCL结果(gydF4y2BangydF4y2Ba= 508单元格)，如gydF4y2BacgydF4y2Ba．gydF4y2BaegydF4y2Ba，gydF4y2BatgydF4y2Ba-人诱导多能干细胞分化后第20天胚状体单细胞数据的sne图(gydF4y2BangydF4y2Ba= 9,140个细胞)。细胞根据细胞类型簇着色。gydF4y2BafgydF4y2Ba，使用人类iPS细胞分化的第20天胚状体的数据集获得的scHCL结果(gydF4y2BangydF4y2Ba= 9,140个细胞)，如gydF4y2BacgydF4y2Ba．gydF4y2BaggydF4y2Ba，胚状体细胞-细胞相关网络。每个节点表示每个单元格类型中的一个伪单元格。gydF4y2Ba

源数据gydF4y2Ba

扩展数据图10人与小鼠组织的比较。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba，gydF4y2BatgydF4y2Ba-对来自MCA数据的333,778个单细胞进行sne分析，标记了104个主要细胞类型簇。gydF4y2BabgydF4y2Ba，gydF4y2BatgydF4y2Ba-对来自MCA数据的333,778个单细胞进行sne分析，并标记组织类型。gydF4y2BacgydF4y2Ba，gydF4y2BatgydF4y2Ba-小鼠伪细胞20数据的sne图(gydF4y2BangydF4y2Ba= 16,740伪细胞)。伪细胞根据细胞类型簇着色。gydF4y2BadgydF4y2Ba，热图显示了人类和小鼠成体肾脏的保守细胞类型。AUROC评分由人类和小鼠成人肾伪细胞之间的Spearman相关性计算(gydF4y2BangydF4y2Ba= 1,197个伪细胞)。gydF4y2BaegydF4y2Ba，显示人类和小鼠胎儿肾中保守细胞类型的热图。AUROC评分由人类和小鼠胎儿肾伪细胞之间的Spearman相关性计算(gydF4y2BangydF4y2Ba= 1459个伪细胞)。gydF4y2Ba

源数据gydF4y2Ba

扩展数据图11人和小鼠规则的比较。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba，gydF4y2BabgydF4y2Ba，二元调节活性gydF4y2BatgydF4y2Ba-基于259个人类规则的人和老鼠的sne地图(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba)及248条老鼠规例(gydF4y2BabgydF4y2Ba)，用R包SCENIC创建。每个点代表HCL或MCA细胞簇中一个20的伪细胞。的gydF4y2BatgydF4y2Ba-SNE图谱使用来自17,028个人类伪细胞和16,740个小鼠伪细胞的二元调控活性矩阵创建。gydF4y2BacgydF4y2Ba， Binary RASs对人特殊调控子BHLHE41和小鼠特殊调控子Olig1的调控活性有影响gydF4y2BatgydF4y2Ba-SNE地图(gydF4y2BangydF4y2Ba= 17028人;gydF4y2BangydF4y2Ba鼠标= 16,740)。gydF4y2BadgydF4y2Ba，二元RASs在调节活性上对人特异调控因子FOXO1和小鼠特异调控因子Dlx5有一定作用gydF4y2BatgydF4y2Ba-SNE地图(gydF4y2BangydF4y2Ba= 17028人;gydF4y2BangydF4y2Ba鼠标= 16,740)。gydF4y2BaegydF4y2Ba对人特异调控子ZNF230和小鼠特异调控子Mlxipl的调控活性进行了二元RASs分析gydF4y2BatgydF4y2Ba-SNE地图(gydF4y2BangydF4y2Ba= 17028人;gydF4y2BangydF4y2Ba鼠标= 16,740)。gydF4y2BafgydF4y2Ba，对规则活动中的规则IRF8/ IRF8和规则GATA1/ GATA1进行二进制RASsgydF4y2BatgydF4y2Ba-SNE地图(gydF4y2BangydF4y2Ba= 17028人;gydF4y2BangydF4y2Ba鼠标= 16,740)。注意，在抗原提呈内皮细胞的调控中，IRF8/ IRF8调控是保守的。在红系细胞的调控中，GATA1/ GATA1调控是保守的。gydF4y2Ba

源数据gydF4y2Ba

补充信息gydF4y2Ba

报告总结gydF4y2Ba

补充表1 | HCL处理样品的基本信息gydF4y2Ba

该表包含年龄(胎儿组织的胎龄)、性别、死亡原因、供体病史、样本位置、来源、组织的分离、浓缩和消化时间。同时还提供了测序滴定实验、分析细胞数、实验批次和平均转录数(UMI)的信息。所有使用的核苷酸序列都列在表的最后一张。gydF4y2Ba

补充表2 | 102种HCL人类细胞和104种MCA小鼠细胞检测到差异表达基因gydF4y2Ba

采用Wilcoxon秩和检验(n =基因名，l = logFc, s =得分，P = P值)计算P值。统计检验是两面的。还提供了每个HCL簇的组织贡献和HCL TF-TF相关数据矩阵。gydF4y2Ba

补充表3 | HCL数据集中所有组织或细胞系在每种细胞类型中检测到的差异表达基因gydF4y2Ba

通过log foldchange > 0.25, Bonferroni-adjusted P < 0.1选择基因，在两个群体中至少15%的细胞中表达(Seurat FindAllMarkers)。Log foldchange (avg_logFC)的计算方法为一个种群的ln cpm值的算术平均值减去其他种群的ln cpm值的算术平均值。P值(p_val)采用Wilcoxon秩和检验计算。统计检验是两面的。每种组织类型的样本量列于补充表1。gydF4y2Ba

补充表4 |表1:HCL研究中发现的新细胞群列表。图2和3:在基质细胞(n=9,452)和内皮细胞(n=7,140)的跨组织比较中检测到差异表达基因gydF4y2Ba

通过log foldchange > 0.25, Bonferroni-adjusted P < 0.1选择基因，在两个群体中至少15%的细胞中表达(Seurat FindAllMarkers)。Log foldchange (avg_logFC)的计算方法为一个种群的ln cpm值的算术平均值减去其他种群的ln cpm值的算术平均值。P值(p_val)采用Wilcoxon秩和检验计算。统计检验是两面的。表4和表5:85对胎-成细胞类型的胎儿期和成体期差异表达基因。基因是根据它们作为胎儿或成人差异表达基因出现的次数来排序的。统计检验是两面的。表4列出了胎儿细胞中常见的富集基因;表5列出了成人细胞中常见的富集基因。gydF4y2Ba

补充表5 |外部数据引用和跨种比较gydF4y2Ba

列出了在scHCL中使用的已发布数据集的来源。使用metanneighbour的AUROC评分来测量人和小鼠之间相应的保守细胞类型之间的关系。利用“complete”聚类方法将tf分成140个同源规则，然后聚类成15个同源TF-TF规则模块。列出了每个集群中的TF模块活动;还提供了人类和小鼠规则之间的比较。gydF4y2Ba

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韩，X，周，Z，飞，L。gydF4y2Baet al。gydF4y2Ba在单细胞水平上构建人类细胞景观。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba581gydF4y2Ba， 303-309(2020)。https://doi.org/10.1038/s41586-020-2157-4gydF4y2Ba

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