Single-cell multiomics atlas
把 RNA、ATAC、H3K27ac、H3K27me3 与 chromatin contacts 放进同一疾病框架;并非每种信号都在同一个细胞核中同时测得。
这篇工作不只罗列 failing-heart cell states,而是把 transcription、accessibility、active/repressive histone signals、enhancer-gene links 与 3D contacts 组织成同一条证据链,再用 genetic risk 检验哪些状态最值得优先做功能实验。
哪些 failing-heart cell types/states 同时改变 expression、chromatin state 与 3D organization?这些地图能否把 noncoding risk variants 转成可实验的 regulatory hypotheses?
36 hearts · four chambers
RNA · ATAC · histone · Hi-C
cCRE · GRN · compartment
vCM5 · FB4/FB6/FB7
variant · cCRE · target gene
36 张分组术语卡服务于后面的具体 panel、controls 与 data boundary,不是脱离论文的通用词典。
把 RNA、ATAC、H3K27ac、H3K27me3 与 chromatin contacts 放进同一疾病框架;并非每种信号都在同一个细胞核中同时测得。
candidate cis-regulatory element。本文由可及性和活性标记定义候选调控元件,再按细胞类型与染色质状态分层。
仅用 ATAC、H3K27ac、H3K27me3 推断五类状态;它是本文内部的紧凑语法,不等同于更丰富 histone-panel 模型。
Activity-by-Contact 结合元件活性与接触预测 enhancer-gene 配对;能缩小候选,但不能证明必要性、充分性或唯一靶基因。
由 motif、accessibility 与 expression 推断 TF-cCRE-gene 网络;网络边是候选调控关系,不是直接 TF occupancy。
FOS/JUN/ATF 等在 vCM 与 fibroblast 的 HF 状态中反复出现;共享 TF 不代表共享 target cCRE 或 target gene。
基因组区段在 A/B compartment 状态间改变;与表达、可及性共变,但单独不能证明 3D 改变驱动转录。
AP-1-rich 的 ventricular cardiomyocyte 中间/应激状态,也是 DCM variant-linked GRN 富集最强的状态。
HF vCM 中 H3K27me3、enhancer contacts 与 NPPB 激活共同变化的代表 locus;仍缺直接 enhancer perturbation。
RNA velocity 与 regulon topology 推断的 fibroblast 应激中间状态;不是在同一患者内纵向追踪到的 lineage ancestor。
FB6 偏 RUNX1/RUNX2、POSTN/FAP/MEOX1 activated program;FB7 偏 MEF2/TEAD/YAP1 contractile myofibroblast program。
fine mapping、cCRE overlap、ABC/coaccessibility/Hi-C 与 sequence model 的多证据优先级;不是已验证的致病链。
36 颗成人心脏包括 13 non-HF、13 ischemic cardiomyopathy 和 10 nonischemic cardiomyopathy;三组临床背景并非完全匹配。
来自心房和心室的样本让 cell type/state 比较覆盖四个腔室,但各 assay 与腔室的样本深度并不相同。
HF 组平均 LVEF 约 20.1%,主要代表终末期收缩性心衰;不能无条件外推到早期 HF 或 HFpEF。
vCM1-vCM3 偏 non-HF,vCM4-vCM5 混合并带 stress program,vCM6-vCM7 偏 HF;state order 不是直接 lineage tracing。
Supplementary Text 与 Fig.S14 显示 atrial cardiomyocytes 也有 stress-to-disease state spectrum,用于检验跨腔室一般性。
七个 FB states 被组织为 activated 与 myofibroblast 两条推断分支;方向依赖 velocity 与网络模型。
四个同腔室 pools 提高通量;共享受试者的 unpooled Multiome 用来检查 pooling bias。
九个空间样本将 vCM/FB markers 放回组织;标签仍由单细胞 atlas 转移,因此不是完全独立的 ground truth。
BAG3 与 FLNC 风险链先被重新识别,再讨论 TRAPPC9 新候选,用已知生物学检验优先级框架。
LDSC 使用 European 1000 Genomes LD reference;遗传富集与靶基因优先级需在更多 ancestry 中复核。
在同一 nucleus 读 RNA 与 accessibility;不能同时直接读 histone state 或物理 enhancer-promoter contact。
把 RNA 与 H3K27ac 或 H3K27me3 成对测量;未做 spike-in 时 normalized H3K27me3 变化不是绝对全局丰度。
给出稀疏单核 contacts,随后 impute 和 pseudobulk;RNA 身份通过参考映射,不是同核联合 RNA 测量。
把 subpopulation labels 与外部 heart atlases 对齐;参考一致性支持注释,但不是功能验证。
把同一受试者的 nuclei 聚合后做条件比较,避免把每个 nucleus 当独立 biological replicate。
差异分析显式建模 sex 与 experimental batch;age、medication、组织质量等混杂仍可能残留。
用非负矩阵分解归纳 cell-type cCRE programs;分量数和阈值会影响后续 state annotation。
由 spliced/unspliced RNA 推断 transcriptional kinetics;在横断面人组织中只能提供 trajectory hypothesis。
分别描述 expression、accessibility 和 normalized histone-signal 差异;三者一致提高可信度,但不能互相替代。
估计 trait heritability 在开放/活性 cCRE annotation 中的 enrichment;不是 locus-level causal fine mapping。
用 posterior probability 缩小 candidate variants;结果受 LD、prior 与 GWAS composition 影响。
预测 sequence 对 accessibility 的贡献,并保留 chr8/chr20 作 validation;不是 endogenous allele editing。
预测 allele 对 TF motif 的影响;AP-2alpha motif disruption 仍需 binding 与 reporter/editing 验证。
主文报告 66,317 个 distal cCRE-promoter pairs,S9 caption 报告 66,310;本笔记保留原始口径差异。
36 颗成人心脏、759,222 个 nuclei 被组织为 12 类主要细胞和 65 个 subpopulations,并以 RNA、accessibility、histone state 与 3D loci 建立共同坐标。
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先核对 atlas composition,再看 marker-epigenetic concordance、TNNT2 ABC link 以及 FBN1/TBX5 3D loci;这些 panel 证明测量体系,不证明 HF 因果。
ATAC、H3K27ac、H3K27me3 与 contacts 被转成 285,873 个 cCRE、五类 chromatin states、20,267 个 cell-type-specific cCREs 和 predicted enhancer-gene links。
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阅读 state composition、activity-expression concordance、pathway/motif 与 locus examples 时,要把 target assignment 读成 predicted link,而非功能性 enhancer 证明。
Cardiomyocytes 与 fibroblasts 显示最多差异;AP-1 stress program 跨谱系复现,但 target cCRE/gene 保持 lineage specificity,vCM 还出现 compartment/contact remodeling。
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先把 differential marks/ABC links、TF networks 与 3D contact-strength changes 分开读;三条线收敛提高可信度,却仍不能判定哪条是起因。
七个 vCM states 从 non-HF-enriched、AP-1-rich intermediate 到 HF-enriched programs 排列,并在 NPPA-NPPB locus 显示 histone/contact remodeling。
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Regulons 与 NPPA-NPPB locus 把 state label 连到候选机制;接触和 TF edges 都应保留 inferred/predicted 语气。
FB4 被推断为 AP-1-rich branch point;FB6 连接 RUNX1/RUNX2 与 POSTN/FAP/MEOX1,FB7 连接 MEF2/TEAD/YAP1 与 contractile program。
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先区分 marker/accessibility 与 regulon,再比较 RUNX-driven FB6、MEF2/TEAD-driven FB7 及 POSTN locus;网络边需要 perturbation。
Cardiovascular trait heritability 偏向 open/active cardiomyocyte cCREs,DCM variants 又在 AP-1-rich vCM5 GRN 中最富集,并产生 BAG3、FLNC、TRAPPC9 等候选路径。
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先看 LDSC cell-type/state enrichment,再看 62 DCM loci、三类 target methods 与 vCM5 GRN convergence;focused locus 只能作为可检验 hypothesis。
S1-S22 不是图号清单:每一项都说明它在主线中的控制角色,以及仍未排除的解释。
证据角色:Pooling/reaction workflow、retained nuclei、barcode ranks、depth、UMI、TSS 与 FRiP establish technical usability。
解释边界:QC 不等于 biological comparability;需与 S2 的 paired comparison 合读。
证据角色:Shared subjects 的 pooled/unpooled RNA、ATAC、composition、DE direction 与 contamination estimates 构成最关键 technical control。
解释边界:共享受试者数量有限,不能排除所有 reaction-specific effect。
证据角色:scANVI labels 与 Kuppe/Reichart human-heart atlases 对齐,支持 subpopulation annotation consistency。
解释边界:Reference agreement 不是 independent functional validation。
证据角色:Major types、subpopulations、canonical markers、chamber/condition composition 扩展 Fig.1 atlas。
解释边界:Nuclei recovery 与 tissue sampling 可影响 apparent proportions。
证据角色:RNA、ATAC、histone 与 Hi-C modalities 分别满足 platform-specific signal metrics。
解释边界:不同 assay depth/observable 不意味着 identical sensitivity。
证据角色:Label-transfer confidence、sex mixing、LISI、sex-covariate example 与 cross-platform correlation 支持 integrated atlas。
解释边界:Cross-modal identity 仍依赖 shared RNA/reference mapping。
证据角色:H3K27me3 gene scores、ABC construction、boundaries、compartments 与 marker concordance 扩展 Fig.1。
解释边界:ABC 与 imputed contacts 均是 modeled quantities。
证据角色:Public cCRE overlap、model selection、state enrichment 与 Roadmap comparison 支持 Fig.2 五状态模型。
解释边界:State labels 只适用于本文三种 chromatin inputs。
证据角色:Cell-type cCREs、motifs、link distance/multiplicity 与 matched Hi-C enrichment 支持 target map。
解释边界:S9 caption 的 66,310 与主文 66,317 不一致;二者均保留。
证据角色:HF up/down pathways、promoter DEG/DAR concordance 与 ICM/NICM comparisons 支持 Fig.3。
解释边界:Shared signal 与 etiology-specific signal 不能混写。
证据角色:vCM cCRE changes、state transitions 与 pathway targets 支持 histone/accessibility 不完全同步。
解释边界:H3K27ac-only signal 也可能反映 modality sensitivity。
证据角色:BACH2、MEF2A、FOS 等 regulons 展示 lineage、etiology 与 direction specificity。
解释边界:Motif/regulon inference 不能替代 TF perturbation。
证据角色:Compartment switches、PRELID2、boundaries 与 distance-dependent contacts reinforce Fig.3 3D results。
解释边界:Hi-C profiles 为 imputed/pseudobulk;部分分析限制在 age <=60 subset。
证据角色:aCMs 也呈现 stress/intermediate/disease spectrum 与 state-resolved regulons。
解释边界:跨腔室一般性更强,但仍是 cross-sectional inference。
证据角色:Pericyte/SM 与 endothelial/endocardial subpopulations 扩展 atlas breadth。
解释边界:这是 atlas extension,不是主机制 branch。
证据角色:Myeloid 与 lymphoid subpopulations 具有不同 expression/accessibility/GRN programs。
解释边界:Disease-associated abundance 仍受 sampling 与 dissociation 影响。
证据角色:Rare stromal populations 的 state programs 扩展 nonvascular atlas coverage。
解释边界:Rare-cell coverage 较低,disease inference 应保守。
证据角色:Neuronal subpopulations 与 GRNs 可被解析。
解释边界:低丰度限制强 condition inference。
证据角色:State composition、H3K27me3、regulons、contacts 与 predicted TF binding reinforce Fig.4。
解释边界:Contact 与 TF edges 仍是 inferred/predicted。
证据角色:Nine Visium HD sections locate major cell types、vCM states、NPPA、FB states 与 POSTN in tissue。
解释边界:TACCO label transfer uses the atlas as reference,so this is spatial corroboration, not independent state discovery。
证据角色:RUNX1/RUNX2 hierarchy、MEF2A/TEAD1 targets 与 YAP1 locus reinforce the two fibroblast branches。
解释边界:需要 TF perturbation 与 state-transition assays 建立 causal direction。
证据角色:Variant/PPA counts、cell-type overlaps、vCM5 pathways 与 BAG3/FLNC recovery reinforce Fig.6 prioritization。
解释边界:Fine-mapped/ABC links remain probabilistic。
本地材料与外部 provenance 分开记录;0 个本地 workbook 不会被改写成“已逐表审阅”。
40-page Supplementary Materials PDF 已逐页核对;图像证据按 S1-S22 分组。
表格位于 processed-data archive,本地 0 XLSX;不得声称逐表或逐 sheet 审阅。
Raw sequence/genotype、processed tracks 与 code/notebooks 均保留正式 provenance link。
Reaction QC、pooling validation、atlas annotation、integration 与 3D heterogeneity。
cCRE/state model、ABC links、HF program、GRN specificity 与 3D remodeling controls。
cell-state extensions、spatial validation、vCM/FB mechanism 与 genetic-risk support。
Article states that processed data and Supplementary Tables are available at Zenodo 10.5281/zenodo.15232789. 访问来源
本轮未下载 archive;table dimensions、column names、sheet names 与 row-level values 均未核对。
Main text reports 66,317 distal cCRE-promoter pairs; Fig.S9 caption reports 66,310.