研究背景
细胞与细胞之间的通讯网路对于调控细胞的行为与生命历程(如细胞的分化、增殖、代谢、凋亡)来说是非常重要的。细胞与细胞之间相互作用通过各种途径介导：例如细胞群形态及其分泌物提供的物理微环境；细胞分泌的配体通过受体使相应的细胞响应；近来还有报道通过分泌细胞外囊泡来传递细胞与细胞之间的通讯信号 [1]。细胞相互作用不仅仅发生在同种细胞之间，也常常在异种细胞之间产生。随着单细胞转录组技术的高速发展，从单个细胞分辨率的视角下去研究不同种类细胞之间的复杂相互作用网络成为了可能。为了提供研究这些作用的先验知识，我们欲构建基于配体受体相互作用的细胞-细胞相互作用数据库，利用该数据库能够为解释疾病的产生、组织器官发育的过程提供全新的视角。
研究方法
- 利用STRING 上蛋白质之间的相互作用数据集，筛选出其位配体或受体蛋白的条目
- 对可能有相互作用的配体受体在 PUBMED 中进行文献检索，筛选出具有文献支撑的配体受体对
文献综述
一、细胞相互作用概述及相关研究应用
细胞与细胞之间的相互作用，也称为细胞间通讯[2]，是多细胞生物的一重要特性。细胞与细胞之间相互联系，从胚胎发育到个体成熟都紧密配合进而构成动态的细胞相互网络，在各种生物过程中发挥着重要作用。例如浆细胞与嗜酸性粒细胞的相互作用[3]；肠腺中的 Lgr5 干细胞也直接与潘氏细胞联系以维持其干细胞活性[4]；肿瘤细胞通过与肿瘤微环境的各种介质和细胞发生作用从而促进其存活[5]。
细胞之间的相互作用大致分为三种，物理邻近相互作用、配体受体相互作用以及细胞外囊泡介导相互作用[1]。
在基于物理邻近的细胞会发生相互作用的假说中，多细胞器官或组织的正常功能往往会由于邻近细胞的功能异常或缺失而异常，这提示了物理接触而产生的细胞交互是细胞生物学功能正常发挥的前提[6]。例如Boisset et al.基于此开发了 ProximID，一种基于单细胞转录组学的分析手段，去预测切片样本中邻近细胞的相互作用，并鉴别出独特的细胞类型[7]。
在基于细胞间通过分泌配体再通过特异性受体传导信号的假说中，细胞能够通过旁分泌、自分泌、远距分泌等手段来调节同种或异种细胞之间的生理功能[8]。化学信号依赖性的配体受体相互作用的范围最广，因为它不仅能够将信号传导于邻近的细胞，也能够通过体液运输传导给机体远处的细胞[9]。几十年中，关于配体受体的研究已经积累了许多实验验证的配体受体对，这使得我们有可能通过单细胞转录组学基于不同配体或受体的表达水平来推断细胞之间存在的相互作用，例如 Cellphone[10],SingleCellSignalR[11]。
在基于通过分泌细胞外囊泡来传递细胞间信号的假说中，大多数的真核细胞释放源自膜系统的囊泡，这些囊泡对邻近和远处的细胞都有作用[12]。细胞外囊泡早在三十多年前最先提出，当时观察到网状细胞的多囊泡体能够将这种囊泡释放到细胞外基质中[13]。现今已经证实几乎所有的哺乳动物细胞类型，包括了干细胞、免疫细胞、神经细胞系、肿瘤细胞系均能够使用细胞外囊泡作为通讯手段[14]。Ji, Yahui et al.已经从单细胞视角上分析了1000 多个细胞的细胞外囊泡分泌的特征，并发现不同的细胞亚群主导着不同的细胞外囊泡的分泌，从而在细胞外囊泡这一水平上揭示了细胞之间的通讯网路[15]。
