DL
David Lee
Author with expertise in Comprehensive Integration of Single-Cell Transcriptomic Data
Achievements
Cited Author
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
15
(67% Open Access)
Cited by:
1,507
h-index:
25
/
i10-index:
47
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
1

Global absence and targeting of protective immune states in severe COVID-19

Alexis Combes et al.Jan 25, 2021
Although infection with severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) has pleiotropic and systemic effects in some individuals1-3, many others experience milder symptoms. Here, to gain a more comprehensive understanding of the distinction between severe and mild phenotypes in the pathology of coronavirus disease 2019 (COVID-19) and its origins, we performed a whole-blood-preserving single-cell analysis protocol to integrate contributions from all major immune cell types of the blood-including neutrophils, monocytes, platelets, lymphocytes and the contents of the serum. Patients with mild COVID-19 exhibit a coordinated pattern of expression of interferon-stimulated genes (ISGs)3 across every cell population, whereas these ISG-expressing cells are systemically absent in patients with severe disease. Paradoxically, individuals with severe COVID-19 produce very high titres of anti-SARS-CoV-2 antibodies and have a lower viral load compared to individuals with mild disease. Examination of the serum from patients with severe COVID-19 shows that these patients uniquely produce antibodies that functionally block the production of the ISG-expressing cells associated with mild disease, by activating conserved signalling circuits that dampen cellular responses to interferons. Overzealous antibody responses pit the immune system against itself in many patients with COVID-19, and perhaps also in individuals with other viral infections. Our findings reveal potential targets for immunotherapies in patients with severe COVID-19 to re-engage viral defence.
1
Citation237
0
Save
46

Longitudinal single-cell epitope and RNA-sequencing reveals the immunological impact of type 1 interferon autoantibodies in critical COVID-19

Monique Wijst et al.Mar 10, 2021
Abstract Type I interferon (IFN-I) neutralizing autoantibodies have been found in some critical COVID-19 patients; however, their prevalence and longitudinal dynamics across the disease severity scale, and functional effects on circulating leukocytes remain unknown. Here, in 284 COVID-19 patients, we found IFN-I autoantibodies in 19% of critical, 6% of severe and none of the moderate cases. Longitudinal profiling of over 600,000 peripheral blood mononuclear cells using multiplexed single-cell epitope and transcriptome sequencing from 54 COVID-19 patients, 15 non-COVID-19 patients and 11 non-hospitalized healthy controls, revealed a lack of IFN-I stimulated gene (ISG-I) response in myeloid cells from critical cases, including those producing anti-IFN-I autoantibodies. Moreover, surface protein analysis showed an inverse correlation of the inhibitory receptor LAIR-1 with ISG-I expression response early in the disease course. This aberrant ISG-I response in critical patients with and without IFN-I autoantibodies, supports a unifying model for disease pathogenesis involving ISG-I suppression via convergent mechanisms.
46
Citation26
0
Save
122

memento: Generalized differential expression analysis of single-cell RNA-seq with method of moments estimation and efficient resampling

Min Kim et al.Nov 10, 2022
Abstract Differential expression analysis of scRNA-seq data is central for characterizing how experimental factors affect the distribution of gene expression. However, it remains challenging to distinguish biological and technical sources of cell-cell variability and to assess the statistical significance of quantitative comparisons between groups of cells. We introduce memento to address these limitations and enable accurate and efficient differential expression analysis of the mean, variability, and gene correlation from scRNA-seq. We used memento to analyze 70,000 tracheal epithelial cells to identify interferon response genes with distinct variability and correlation patterns, 160,000 T cells perturbed with CRISPR-Cas9 to reconstruct gene-regulatory networks that control T cell activation, and 1.2 million PMBCs to map cell-type-specific cis expression quantitative trait loci (eQTLs). In all cases, memento identified more significant and reproducible differences in mean expression but also identified differences in variability and gene correlation that suggest distinct modes of transcriptional regulation imparted by cytokines, genetic perturbations, and natural genetic variation. These results demonstrate memento as a first-in-class method for the quantitative comparisons of scRNA-seq data scalable to millions of cells and thousands of samples.
122
Citation6
0
Save
54

Global Absence and Targeting of Protective Immune States in Severe COVID-19

Alexis Combes et al.Oct 29, 2020
While SARS-CoV-2 infection has pleiotropic and systemic effects in some patients, many others experience milder symptoms. We sought a holistic understanding of the severe/mild distinction in COVID-19 pathology, and its origins. We performed a whole-blood preserving single-cell analysis protocol to integrate contributions from all major cell types including neutrophils, monocytes, platelets, lymphocytes and the contents of serum. Patients with mild COVID-19 disease display a coordinated pattern of interferon-stimulated gene (ISG) expression across every cell population and these cells are systemically absent in patients with severe disease. Severe COVID-19 patients also paradoxically produce very high anti-SARS-CoV-2 antibody titers and have lower viral load as compared to mild disease. Examination of the serum from severe patients demonstrates that they uniquely produce antibodies with multiple patterns of specificity against interferon-stimulated cells and that those antibodies functionally block the production of the mild disease-associated ISG-expressing cells. Overzealous and auto-directed antibody responses pit the immune system against itself in many COVID-19 patients and this defines targets for immunotherapies to allow immune systems to provide viral defense.In severe COVID-19 patients, the immune system fails to generate cells that define mild disease; antibodies in their serum actively prevents the successful production of those cells.
54
Citation4
0
Save
0

Multiplex generation and single cell analysis of structural variants in a mammalian genome

Sudarshan Pinglay et al.Jan 23, 2024
Abstract The functional consequences of structural variants (SVs) in mammalian genomes are challenging to study. This is due to several factors, including: 1) their numerical paucity relative to other forms of standing genetic variation such as single nucleotide variants (SNVs) and short insertions or deletions (indels); 2) the fact that a single SV can involve and potentially impact the function of more than one gene and/or cis regulatory element; and 3) the relative immaturity of methods to generate and map SVs, either randomly or in targeted fashion, in in vitro or in vivo model systems. Towards addressing these challenges, we developed Genome-Shuffle-seq , a straightforward method that enables the multiplex generation and mapping of several major forms of SVs (deletions, inversions, translocations) throughout a mammalian genome. Genome-Shuffle-seq is based on the integration of “shuffle cassettes’’ to the genome, wherein each shuffle cassette contains components that facilitate its site-specific recombination (SSR) with other integrated shuffle cassettes (via Cre-loxP), its mapping to a specific genomic location (via T7-mediated in vitro transcription or IVT), and its identification in single-cell RNA-seq (scRNA-seq) data (via T7-mediated in situ transcription or IST). In this proof-of-concept, we apply Genome-Shuffle-seq to induce and map thousands of genomic SVs in mouse embryonic stem cells (mESCs) in a single experiment. Induced SVs are rapidly depleted from the cellular population over time, possibly due to Cre-mediated toxicity and/or negative selection on the rearrangements themselves. Leveraging T7 IST of barcodes whose positions are already mapped, we further demonstrate that we can efficiently genotype which SVs are present in association with each of many single cell transcriptomes in scRNA-seq data. Finally, preliminary evidence suggests our method may be a powerful means of generating extrachromosomal circular DNAs (ecDNAs). Looking forward, we anticipate that Genome-Shuffle-seq may be broadly useful for the systematic exploration of the functional consequences of SVs on gene expression, the chromatin landscape, and 3D nuclear architecture. We further anticipate potential uses for in vitro modeling of ecDNAs, as well as in paving the path to a minimal mammalian genome.
0
Citation3
0
Save
Load More