Enrichment analysis is a popular method for analyzing gene sets generated by genome-wide experiments. Here we present a significant update to one of the tools in this domain called Enrichr. Enrichr currently contains a large collection of diverse gene set libraries available for analysis and download. In total, Enrichr currently contains 180 184 annotated gene sets from 102 gene set libraries. New features have been added to Enrichr including the ability to submit fuzzy sets, upload BED files, improved application programming interface and visualization of the results as clustergrams. Overall, Enrichr is a comprehensive resource for curated gene sets and a search engine that accumulates biological knowledge for further biological discoveries. Enrichr is freely available at: http://amp.pharm.mssm.edu/Enrichr.

Abstract Background System-wide profiling of genes and proteins in mammalian cells produce lists of differentially expressed genes/proteins that need to be further analyzed for their collective functions in order to extract new knowledge. Once unbiased lists of genes or proteins are generated from such experiments, these lists are used as input for computing enrichment with existing lists created from prior knowledge organized into gene-set libraries. While many enrichment analysis tools and gene-set libraries databases have been developed, there is still room for improvement. Results Here, we present Enrichr, an integrative web-based and mobile software application that includes new gene-set libraries, an alternative approach to rank enriched terms, and various interactive visualization approaches to display enrichment results using the JavaScript library, Data Driven Documents (D3). The software can also be embedded into any tool that performs gene list analysis. We applied Enrichr to analyze nine cancer cell lines by comparing their enrichment signatures to the enrichment signatures of matched normal tissues. We observed a common pattern of up regulation of the polycomb group PRC2 and enrichment for the histone mark H3K27me3 in many cancer cell lines, as well as alterations in Toll-like receptor and interlukin signaling in K562 cells when compared with normal myeloid CD33+ cells. Such analyses provide global visualization of critical differences between normal tissues and cancer cell lines but can be applied to many other scenarios. Conclusions Enrichr is an easy to use intuitive enrichment analysis web-based tool providing various types of visualization summaries of collective functions of gene lists. Enrichr is open source and freely available online at: http://amp.pharm.mssm.edu/Enrichr .

Human lung single-cell atlas reveals the complexity and diversity of aberrant cellular populations in pulmonary fibrosis.

It is thought that monocytes rapidly differentiate to macrophages or dendritic cells (DCs) upon leaving blood. Here we have shown that Ly-6C+ monocytes constitutively trafficked into skin, lung, and lymph nodes (LNs). Entry was unaffected in gnotobiotic mice. Monocytes in resting lung and LN had similar gene expression profiles to blood monocytes but elevated transcripts of a limited number of genes including cyclo-oxygenase-2 (COX-2) and major histocompatibility complex class II (MHCII), induced by monocyte interaction with endothelium. Parabiosis, bromodoxyuridine (BrdU) pulse-chase analysis, and intranasal instillation of tracers indicated that instead of contributing to resident macrophages in the lung, recruited endogenous monocytes acquired antigen for carriage to draining LNs, a function redundant with DCs though differentiation to DCs did not occur. Thus, monocytes can enter steady-state nonlymphoid organs and recirculate to LNs without differentiation to macrophages or DCs, revising a long-held view that monocytes become tissue-resident macrophages by default.

Bile cell-free DNA (cfDNA) has been reported as a promising liquid biopsy tool for cholangiocarcinoma (CCA), however, the whole-genome mutation landscape and structural variants (SVs) of bile cfDNA remains unknown. Here we performed whole-genome sequencing on bile cfDNA and analyzed the correlation between mutation characteristics of bile cfDNA and clinical prognosis. TP53 and KRAS were the most frequently mutated genes, and the RTK/RAS, homologous recombination (HR), and HIPPO were top three pathways containing most gene mutations. Ten overlapping putative driver genes were found in bile cfDNA and tumor tissue. SVs such as chromothripsis and kataegis were identified. Moreover, the hazard ratio of HR pathway mutations were 15.77 (95% CI: 1.571-158.4), patients with HR pathway mutations in bile cfDNA exhibited poorer overall survival (P = 0.0049). Our study suggests that bile cfDNA contains genome mutations and SVs, and HR pathway mutations in bile cfDNA can predict poor outcomes of CCA patients.

We provide a single cell atlas of Idiopathic Pulmonary Fibrosis (IPF), a fatal interstitial lung disease, focusing on resident lung cell populations. By profiling 312,928 cells from 32 IPF, 29 healthy control and 18 chronic obstructive pulmonary disease (COPD) lungs, we demonstrate that IPF is characterized by changes in discrete subpopulations of cells in the three major parenchymal compartments: the epithelium, endothelium and stroma. Among epithelial cells, we identify a novel population of IPF enriched aberrant basaloid cells that co-express basal epithelial markers, mesenchymal markers, senescence markers, developmental transcription factors and are located at the edge of myofibroblast foci in the IPF lung. Among vascular endothelial cells in the in IPF lung parenchyma we identify an expanded cell population transcriptomically identical to vascular endothelial cells normally restricted to the bronchial circulation. We confirm the presence of both populations by immunohistochemistry and independent datasets. Among stromal cells we identify fibroblasts and myofibroblasts in both control and IPF lungs and leverage manifold-based algorithms diffusion maps and diffusion pseudotime to infer the origins of the activated IPF myofibroblast. Our work provides a comprehensive catalogue of the aberrant cellular transcriptional programs in IPF, demonstrates a new framework for analyzing complex disease with scRNAseq, and provides the largest lung disease single-cell atlas to date.