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研究主题：基于单细胞转录组及免疫组库数据联合揭示结直肠癌和肝转移之间的免疫联系

文章题目：Immune phenotypic linkage between colorectal cancer and liver metastasis

发表时间：2022年4月

发表期刊：Cancer Cell

摘要：

肿瘤微环境(TME)与免疫治疗反应有关，但目前尚不清楚癌细胞和宿主组织如何不同地影响TME内的免疫成分。研究者对肝转移性结直肠癌的自体样本进行了单细胞分析，以找出影响TME的因素。通过对不同组织的CD45+细胞进行比对，将耗竭的CD8+T细胞(TES)和激活的调节性T细胞归类为M型，其表型与恶性肿瘤相关，而自然杀伤细胞和粘膜相关的不变T细胞定义为N型，其表型与生态位相关。在原发和转移肿瘤中，TES之间的T细胞受体共享暗示了共同的外周未耗尽前体的存在。在髓系细胞中，部分树突状细胞(DC3)和SPP1+巨噬细胞为M型，且后者在肝转移中占主导地位，表明其促转移作用。研究者的分析连接了原发和转移肿瘤的免疫表型，从而有助于了解肿瘤的特定背景和识别促进转移的成分。

研究主题：不同疾病中星形胶质细胞反应性的转录调控机制

文章题目：Divergent transcriptional regulation of astrocyte reactivity across disorders

发表时间：2022年5月

发表期刊：Nature

摘要：

星形胶质细胞对中枢神经系统的损伤和疾病作出反应，发生反应性变化，影响疾病的转归。这些变化包括差异表达基因(DEG)，其背景多样性和调控尚不清楚。研究者结合了生物学和信息学分析，包括RNA-seq、蛋白质检测、ATAC-seq和条件性基因缺失，以预测转录调控因子，这些转录调控因子差异控制超过12,000个DEG，这些调控因子可能与小鼠和人类不同中枢神经系统疾病中星形胶质细胞的反应有关。与星形胶质细胞反应性相关的DEG在不同疾病之间表现出明显的异质性。转录调控因子也表现出疾病特异性的差异，但由61个转录调控因子组成的核心组被发现在两个物种的多种疾病中都是共同的。研究者通过实验证明，DEG的多样性是由转录调控因子之间的组合、上下文特定的相互作用决定的。值得注意的是，相同的反应性转录调节剂可以在不同的疾病中调节明显不同的DEG队列；转录调节剂对DNA结合基序的访问在不同的疾病中的变化明显不同；DEG的变化可能至关重要地需要多个反应性转录调节剂。结果表明通过调节反应性，转录调节因子可以实质上改变疾病的结果，使它们成为治疗的靶点。提供了与紊乱相关的反应性星形胶质细胞DEG及其预测的转录调控因子的可搜索资源。研究表明与星形胶质细胞反应性相关的转录变化是高度异质性的，并且是通过上下文特定的组合转录-调节因子相互作用从大量潜在的DEG定制的。

研究主题：单细胞RNA和ATAC测序揭示灵长类动物神经元发育进化调控网络

文章题目：Evolutionarily conservative and non-conservative regulatory networks during primate interneuron development revealed by single-cell RNA and ATAC sequencing

发表时间：2022年3月

发表期刊：Cell Research

摘要：

灵长类和啮齿类动物脑的大小和功能的差异，以及兴奋性/抑制性平衡失调与许多神经发育障碍的关系，突显了研究灵长类神经节隆起(GES)发育的重要性。研究者使用单细胞RNA和ATAC测序来描述猴子和人类GES中细胞多样性的出现，大多数纹状体和皮质中间神经元都是在这里产生的。研究者确定了前体细胞之间的区域和时间多样性，这导致了不同的中间神经元。这些细胞在灵长类动物体内由保守的基因调控网络指定，类似于在老鼠身上发现的那些细胞。然而，在人类身上检测到了几个新的调控途径或因素，涉及到中间神经元的规范和迁移。研究者的发现揭示了灵长类动物进化上的保守和非保守的调节网络，这可能是因为与小鼠相比，灵长类动物的大脑更大，神经网络更复杂。

研究主题：单细胞转录数据绘制小鼠胚胎发育轨迹新图谱

文章题目：Systematic reconstruction of cellular trajectories across mouse em- bryogenesis

发表时间：2022 年3月

发表期刊：Nature Genetics

摘要：

哺乳动物胚胎发育的特点是细胞快速增殖和多样化。在几周内，一个单细胞受精卵就会产生数百万个细胞，表达一整套分子程序。尽管进行了深入的研究，但对构成哺乳动物体内发育的主要细胞轨迹的全面描绘仍然难以捉摸。研究者开始整合几个单细胞RNA测序(scRNA-seq)数据集，这些数据集总共跨越小鼠的原肠形成和器官发生，并补充了大约第8.5天(E8.5)胚胎以一个体节为增量阶段的约150,000个核的新图谱。研究者定义了跨越E3.5到E13.5的19个连续阶段中的每个阶段的细胞状态，并启发式地将它们连接到它们的伪祖先和伪后代。尽管是通过自动化程序构建的，但得到的有向非循环图(TOME(哺乳动物胚胎发生的轨迹))基本上与当代对哺乳动物发育的理解一致。研究者利用TOME系统地提名转录因子(TF)作为每种细胞类型规格的候选调节器，以及在脊椎动物进化过程中的“细胞类型同源基因”。

研究主题：烟草花冠细胞的单细胞RNA测序揭示了花香的生物合成途径

文章题目：Single‐cell RNA‐sequencing of Nicotiana attenuata corolla cells reveals the biosynthetic

发表时间：2022年1月

发表期刊：New Phytologist

摘要：

高通量单细胞RNA测序(scRNA-Seq)根据细胞间基因表达的异质性识别不同的细胞群体。通过检测基因表达谱密度的分布，可以观察到每个细胞群体的代谢特征。研究者使用scRNA-Seq技术来揭示花挥发性物质的整个生物合成途径。野生烟草的花冠散发出一股香味，主要由苯丙酮(BA)组成。在3个不同的时间点分离花冠花冠和咽喉杯的原生质体，并对3756个单细胞中>16000个基因的转录水平进行分析。研究者进行了非监督的聚类分析，以确定哪些细胞群参与了BA的生物合成。通过分析scRNA-Seq数据集中的基因共表达和沉默花冠中的候选基因，揭示了BA的生物合成途径。总之，scRNA-seq提供的高分辨率基因表达时空图谱揭示了植物特定细胞类型代谢的分子特征。

单细胞技术作为新的科研利器，可以用来研究组织内单个细胞的基因表达情况，让我们对生命的认知进一步加深。总体而言，随着精准治疗时代的到来，单细胞技术在肿瘤、免疫、发育、神经科学等各个领域发挥着重要的作用。