文献分享–单核染色质可及性分析识别导致抑郁症的细胞类型和功能变异
作者，Evil Genius
今日bin语
她师弟是谁？有人能告诉我一下么？
每个培训的人 ，我都加了微信了，因为上课要建微信群，他师弟是谁？我应该不认识。
这个人成了网上黑我的急先锋了。
其实整个事件的经过，不过是我便宜卖给她一些曾经培训的资料，培训的视频我都传到B站了。
其实每年都会有一些不愉快，25年前都是发生在男人之间，女学员或者交流的女研究生、博士生，其实感觉都挺好的，大家学术氛围还是很浓的，主攻课题发文章。
今年大概4月，具体忘记了，她找我买了一些单细胞的分析资料。
25年我早已回到太原，平时做做项目，至于代码，上过培训的人应该都知道，现在代码更新速度很快的，之前在外地基本上一季度更新一次，包括25年的培训，相对于24年代码都几乎相当于推倒重来。
其实在我正常的理解范围内，拿到手的分析资料，赶紧学习学习，吃透，然后用到自己的数据中才符合常理吧。
但不知道为什么这位女研究生拿到之后第一时间出来黑我。
我虽然不是什么大人物，但把我看的这么小，我真的没想到。
我原本以为她拿到之后，很快会学习一下，加快分析数据的进度，发文章会顺利一点，还跟她说有问题随时沟通，结果没几天就有人告诉我，她在各个群里无差别骂我。
可是能怎么办呢？多留一声叹息罢了，人家看我不顺眼，我呢，也只能远离，双方其实都输了，好像也就吃瓜群众赢了。
当然了，我老板说得对，怕被骂，怕惹事，在家躺着就好了，出来干啥？
上面都是我自己的想法，严格来说属于一面之词，大家都是研究生、博士生，都属于高级知识分子，看问题要全面的看，同时也要保持理智，很多那种明显不符合常理的谩骂大家想一下就能明白是不可能的，如果都是真的，我的妈啊，这是有多么的堕落。
发文章也是一样，逻辑严密，条理清楚，结论可靠，自然也就发出好文章了。
今日分享文献
单细胞ATAC数据分析也是非常重要的一环，基因组学其实也是很大的课题。
知识积累
与重度抑郁症（MDD）相关的遗传变异在调控基因组中富集。
重度抑郁症（MDD）是一种致残性且危及生命的精神疾病，全球近5%人口受其困扰。
多种细胞类型中的神经生物学因素（包括单胺能/谷氨酸能系统、星形胶质细胞、少突胶质细胞或免疫细胞异常）均与MDD相关。
全基因组关联研究（GWAS）已鉴定出200余个MDD风险位点，但与其他精神疾病表型类似，这些变异大多位于蛋白质编码区外，其功能影响一直难以解析。除遗传变异外，早年应激等不良环境因素也可通过介导调控变化增加抑郁风险。开放染色质顺式调控元件（cCREs）的单细胞图谱有望揭示疾病风险变异影响细胞特异性基因调控靶点的机制。
snRNA + snATAC。
研究发现：MDD患者的染色质可及性改变主要发生在深层（L5/6）NR4A2+兴奋性神经元（ExN1）和灰质（GM）小胶质细胞cluster（Mic2）。
结果1、人类DLPFC中的单细胞染色质可及性
对44名MDD发作期死亡患者及40名年龄/性别匹配的神经典型对照者样本进行了snATAC-seq测序。在微流控捕获前合并男女样本核后，通过性染色体特异性区域和常见变异位点的染色质可及性数据实现了样本池的精准拆分。
snATAC全图谱
结果2、MDD相关染色质可及性分析
通过基于个体的伪bulk可及性评估方法，在细胞cluster和细胞类型水平探究了MDD相关的染色质可及性变化。
为解析DARs的整体功能影响，利用峰值-基因关联（r>0.45）筛选出最可能受影响的基因（n=2,254）并分析其已知功能。
大多数DARs在MDD中可及性降低，主要集中于小胶质细胞Mic2 cluster（58.5%）和深层ExN1神经元cluster。
近端与远端基因调控具有细胞类型特异性：神经元活动依赖性调控多涉及增强子元件[23]，而小胶质细胞激活的物种差异主要由启动子调控。
MDD中可及性降低的DARs（97%）主要与活性启动子标志H3K4me3+H3K27ac+共定位（74%，其中86%为Mic2 DARs），而非增强子标志H3K27ac+（23%）；相反，MDD中可及性增加的DARs（84%）多与增强子重叠（H3K27ac+占56%，其中70%为ExN1 DARs），仅28%位于启动子区。进一步分析显示，cluster特异性DARs在已知MDD相关组蛋白修饰峰、染色质状态或差异甲基化区域中呈现差异富集（置换检验，nPerm=1,000，P<0.05），提示MDD中染色质可及性可能与其他表观机制存在细胞类型特异性互作。
MDD相关染色质重塑可能影响的生物学过程：ExN1 DARs关联基因主要参与神经递质释放和突触活动，而Mic2 DARs关联基因则与免疫信号传导和转录因子结合活性相关。
结果3、MDD相关染色质中过度富集的转录因子结合位点
转录因子（TF）结合可调控染色质可及性并介导基因表达.
ExN1 cluster DARs中显著富集的TF motif（FDR<0.05）属于碱性亮氨酸拉链（bZIP）、碱性螺旋-环-螺旋（bHLH）及螺旋-转角-螺旋家族，这些家族已知调控神经元活动依赖性和神经发育相关功能。而Mic2 cluster DARs中富集的TF motif主要为小胶质细胞经典因子，包括ETS结构域和干扰素调节因子（IRFs），这些先驱性和谱系决定型TFs（如PU.1、IRFs）可调控染色质可及性、小胶质细胞稳态和免疫激活.
TF结合可能介导MDD中可及性与基因表达的关联:推测MDD中伴随TF基序出现的染色质可及性降低将导致TF结合减少及靶基因表达下调，反之亦然(snATAC + scRNA的联合分析)。
MDD中TF结合位点可及性降低与靶基因表达下调相关，反之亦然。
结果4、细胞类型染色质中MDD的遗传易感性分析
为筛选可能介导MDD遗传风险的细胞簇，采用分层连锁不平衡评分回归（S-LDSC）计算了簇特异性染色质中GWAS单核苷酸多态性（SNP）的遗传力富集程度。
基于MDD及相关精神表型与非脑部对照性状的GWAS汇总统计数据，发现精神疾病遗传风险及已知与MDD存在遗传相关性的性状，在ExN1和ExN2簇的标记cCREs中显著富集。
为鉴定ExN1中可能关联MDD遗传风险的TF结合位点，使用Homer分析了MDD显著遗传性LD区块（HESS，P<0.05）内ExN1特异性cCREs的TF基序富集情况（与GC匹配背景峰相比）。在ExN1标记染色质和差异染色质中共同显著富集的TFs涉及：活动依赖性功能（bZIP、Zf）、神经发育（bHLH），以及既往报道的MDD遗传易感性相关TFs。
结果5、MDD风险变异的簇特异性和等位基因特异性效应
为解析MDD相关遗传变异在各细胞簇中的功能影响，我们评估了以下三类变异的等位基因特异性效应：
- GWAS鉴定的MDD关联SNP
- 与其高度连锁不平衡（LD, r²≥0.8）的SNP
- 全基因组精细定位识别的SNP
重点关注具有潜在调控效应的MDD关联SNP，通过将其与细胞类型/簇特异性标记cCREs及MDD相关候选DARs重叠，筛选出候选SNP（cdSNP）。
关键发现：
97.9%的MDD sSNP在特定细胞类型的多个cluster间共享
通过峰值-基因关联分析，发现含sSNP的cCREs可远程调控基因表达，其关联基因主要涉及：
- 抑郁症状与心理健康指标
- 突触组织与通讯相关通路
结果6、正交方法验证MDD变异的等位基因效应
27.4%的sSNP（含27.2%的ExN1 sSNP）在500bp cCRE区域内显示snATAC-seq可及性的等位基因失衡（CHT P<0.1）
19.7%的sSNP（含22.7%的ExN1 sSNP）在考虑sSNP 500kb范围内外显子时，显示snRNA-seq基因表达的等位差异。
ExN1中36.3%的MDD sSNP（CHT P<0.1）对靶基因表达具有显著等位效应（Wald检验，P<0.05，基因表达每增加1%的平均绝对系数[log odds]≈0.02）
最后来看看方法
细胞注释，运用的是marker注释
snATAC和snRNA的联合分析
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