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01

單細(xì)胞測序-揭示傷害感受神經(jīng)元驅(qū)動(dòng)杯狀細(xì)胞粘液分泌機(jī)制

研究者發(fā)現(xiàn)枷恕，缺乏痛覺感受神經(jīng)的小鼠產(chǎn)生的保護(hù)性粘液更少档叔，并且腸道微生物組成也發(fā)生了變化脐嫂，并對其發(fā)生機(jī)制進(jìn)行了研究。通過單細(xì)胞測序發(fā)現(xiàn)删豺，Nav1.8+CGRP+傷害感受神經(jīng)元與腸道杯狀細(xì)胞直接相互作用時(shí)吸奴，會(huì)釋放保護(hù)性粘液允扇。小鼠和人類消化道細(xì)胞表達(dá)Ramp1（神經(jīng)肽CGRP的受體）缠局。傷害感受器通過CGRP-Ramp1途徑發(fā)出信號，從而誘導(dǎo)杯狀細(xì)胞粘液分泌考润。給予CGRP能夠保護(hù)傷害感受器缺失的小鼠免受結(jié)腸炎的影響狭园。

這項(xiàng)研究證明了疼痛可能會(huì)以更直接的方式保護(hù)機(jī)體，而不僅是通過檢測到潛在傷害并向大腦發(fā)送信號的傳統(tǒng)方式糊治〕總之，這項(xiàng)研究揭示了腸道內(nèi)疼痛調(diào)節(jié)神經(jīng)與腸道上皮細(xì)胞交流機(jī)制井辜，證明神經(jīng)系統(tǒng)在腸道屏障維護(hù)和炎癥保護(hù)機(jī)制中發(fā)揮著關(guān)鍵作用绎谦。

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02

scRNA-seq和scBCR-seq助力長壽漿細(xì)胞亞群的鑒定

長壽漿細(xì)胞（LLPC）是在次級淋巴器官或發(fā)炎組織中初步分化后進(jìn)入骨髓中的壁龕的一類高度特化的抗體分泌細(xì)胞，LLPC是體液免疫記憶的重要組成部分粥脚，也是疫苗誘導(dǎo)的長期保護(hù)的基礎(chǔ)窃肠，因此了解LLPC的差異和其維持特性至關(guān)重要，但由于漿細(xì)胞數(shù)量稀少且缺乏已知的表面分子刷允，對其的了解非常有限冤留。

本文結(jié)合scRNA-seq和scBCR-seq技術(shù)對小鼠脾臟和骨髓中的漿細(xì)胞進(jìn)行了分析，首先基于單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組結(jié)果揭示了SPPC和BMPC的異質(zhì)性树灶，這些PC細(xì)胞的異質(zhì)性受到免疫球蛋白同種型纤怒、駐留組織和生發(fā)中心的記憶影響，然后基于免疫組庫數(shù)據(jù)比較免疫和非免疫小鼠識別免疫誘導(dǎo)的LLPC細(xì)胞天通，遺傳脈搏追蹤方法進(jìn)一步鑒定了LLPC泊窘，并基于IgA和IgM PC的分布揭示了LLPC的異質(zhì)性，表明他們擁有不同的分化路徑像寒，然后對漿細(xì)胞的半衰期研究烘豹，發(fā)現(xiàn)長壽漿細(xì)胞和短效漿細(xì)胞的細(xì)胞表面標(biāo)記存在明顯差異，不同漿細(xì)胞的抗體分子特征受到的誘導(dǎo)條件和分化場所的影響萝映，比如IgG型長壽漿細(xì)胞與一部分IgA型長壽漿細(xì)胞可被外源抗原免疫或病毒感染誘導(dǎo)吴叶，曾經(jīng)歷生發(fā)中心內(nèi)的親和力成熟過程阐虚，而IgM型長壽漿細(xì)胞的生成并不依賴于生發(fā)中心反應(yīng)序臂，有意思的是這些漿細(xì)胞包含的抗體分子可識別來自自身與腸道菌群的抗原，提示他們具有固有免疫細(xì)胞的特征实束。

這些結(jié)果奥秆，將來還可能幫助我們改善抗體疫苗，也可能幫我們針對抗體介導(dǎo)的自身免疫病開發(fā)出靶向漿細(xì)胞的精準(zhǔn)治療方法咸灿。

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03

空間多組學(xué)解析膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中腫瘤-宿主的雙向依賴性

膠質(zhì)母細(xì)胞瘤是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的惡性腫瘤构订，具有亞克隆多樣性和細(xì)胞狀態(tài)的動(dòng)態(tài)可塑性。這些腫瘤在空間背景下動(dòng)態(tài)重組的來源仍然未知避矢。

在此研究中悼瘾，研究者通過空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)囊榜、代謝組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)來表征膠質(zhì)母細(xì)胞瘤。他們將膠質(zhì)母細(xì)胞瘤干細(xì)胞模型植入人類和嚙齒動(dòng)物新皮質(zhì)組織模擬各種環(huán)境亥宿，以證實(shí)轉(zhuǎn)錄狀態(tài)源于對不同環(huán)境的動(dòng)態(tài)適應(yīng)卸勺。空間轉(zhuǎn)錄組顯示惡性樣本之間異質(zhì)性較大烫扼，每個(gè)樣本以其獨(dú)特的基因表達(dá)譜為特征曙求。研究者將空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)與已有的單細(xì)胞和組織學(xué)數(shù)據(jù)整合分析重現(xiàn)了五種空間轉(zhuǎn)錄模式——兩個(gè)與膠質(zhì)相關(guān)基因高表達(dá)相關(guān)的空間不同的轉(zhuǎn)錄模式：一個(gè)與放射狀神經(jīng)膠質(zhì)相關(guān)基因表達(dá)增加相關(guān)，稱為“Radial Glia”映企；另一個(gè)顯示了炎癥相關(guān)基因和INF-γ通路的功能富集悟狱，稱為“Reactive Immune”；其余的轉(zhuǎn)錄模式顯示出與神經(jīng)膠質(zhì)譜系一致：Neuronal Development和Spatial OPC堰氓；第五個(gè)轉(zhuǎn)錄模式稱為“Reactive Hypoxia”挤渐，該模式與缺氧反應(yīng)和糖酵解基因相關(guān)。隨后研究者進(jìn)行代謝組學(xué)來探索空間上不同的Reactive Hypoxia模式双絮。進(jìn)一步分析識別出三個(gè)顯著的代謝亞組挣菲。他們的發(fā)現(xiàn)為代謝變化和氧化應(yīng)激是基因組多樣性的潛在相互驅(qū)動(dòng)因素提供了證據(jù)，從而導(dǎo)致膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的克隆進(jìn)化掷邦。研究者空間蛋白質(zhì)組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)Reactive Immune和Reactive Hypoxia區(qū)域均顯示腫瘤相關(guān)髓系細(xì)胞和T細(xì)胞顯著富集白胀。

該研究通過證明宿主環(huán)境在重塑遺傳和轉(zhuǎn)錄異質(zhì)性方面起著重要作用，并提供了對患者間異質(zhì)性的洞察抚岗。該研究提示有針對性的治療方法是必要的或杠，強(qiáng)調(diào)了個(gè)性化治療方法在神經(jīng)腫瘤學(xué)中的重要性。

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04

10x Genomics單細(xì)胞宣蔚、空間和原位解決方案助力繪制高分辨率乳腺癌FFPE組織的腫瘤微環(huán)境圖譜

10x Genomics的單細(xì)胞及空間產(chǎn)品在領(lǐng)域中的地位氏毋庸置疑向抢，但目前的Chromium單細(xì)胞方案和Visium空間技術(shù)方案在解析細(xì)胞原位信息方面并不是特別理想，因此急需一種在不破壞組織結(jié)構(gòu)完整的情況下胚委，具有高復(fù)合度挟鸠、高通量、可讀取空間信息亩冬、具有亞細(xì)胞分辨率艘希，同時(shí)兼容新鮮組織和石蠟包埋組織的方法。

2022年10月7日10x Genomics在BioRxiv上發(fā)表了其新開發(fā)的新型原位技術(shù)--Xenium原位技術(shù)解決方案硅急，該技術(shù)原理如下：在Xenium載玻片上制備FF或FFPE組織切片（每塊載玻片上的可成像區(qū)域?yàn)?2mm×24mm）覆享。然后對切片進(jìn)行處理，比如透化或解交聯(lián)营袜，釋放出來的RNA能更好的與可環(huán)化的DNA探針進(jìn)行雜交撒顿。雜交探針連接后通過酶促反應(yīng)進(jìn)行滾環(huán)式擴(kuò)增，之后將玻片放入Xenium Analyzer儀器中進(jìn)行多輪熒光探針雜交和成像去除操作荚板，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)基因的定位和識別凤壁，最后構(gòu)建出整張組織切片上轉(zhuǎn)錄本的空間圖譜吩屹。研究人員選擇乳腺癌作為測試堆型，使用連續(xù)切片分別進(jìn)行了Chromium單細(xì)胞拧抖、Visium空間轉(zhuǎn)錄組和Xenium原位技術(shù)檢測祟峦，Xenium原位技術(shù)能夠有效的進(jìn)行細(xì)胞邊界的界定，并解決了單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組與Visium中多種細(xì)胞類型混合區(qū)域聯(lián)合注釋不精準(zhǔn)的問題徙鱼，Xenium原位技術(shù)中92%的細(xì)胞可以精準(zhǔn)地歸入某一類細(xì)胞類型宅楞，證明了其在解析細(xì)胞異質(zhì)性中的挖掘能力，與Visium相比袱吆，雖然Xenium原位技術(shù)獲得的轉(zhuǎn)錄本信息有限厌衙，但兩者表現(xiàn)出的空間位置定位異質(zhì)性較高，并且其靈敏度和特異性方面優(yōu)于VIsium技術(shù)绞绒。并且Xenium原位技術(shù)也可以實(shí)現(xiàn)同一張切片上蛋白質(zhì)和RNA的成像婶希。與10x Genomics的單細(xì)胞和空間轉(zhuǎn)錄組產(chǎn)品形成高度互補(bǔ)。

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05

單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組聯(lián)合空間代謝組揭示腎臟損傷后修復(fù)和發(fā)育的代謝動(dòng)力學(xué)

細(xì)胞代謝幾乎參與了細(xì)胞生命活動(dòng)的每一個(gè)環(huán)節(jié)蓬衡，不僅參與細(xì)胞的每一個(gè)功能調(diào)控過程喻杈，也可以反應(yīng)細(xì)胞瞬時(shí)的功能通路狀態(tài)，最具有代表性的例子當(dāng)屬能量代謝增強(qiáng)與線粒體含量增加的緊密聯(lián)系狰晚，并且在細(xì)胞代謝過程中的代謝產(chǎn)物也可以影響細(xì)胞分化中表觀遺傳的改變筒饰。在人腎臟發(fā)育過程中，腎祖細(xì)胞的自我更新和分化之間的平衡對于腎臟發(fā)育至關(guān)重要壁晒，其自我更新主要依賴糖酵解代謝通路瓷们，而腎臟缺血性損傷修復(fù)過程也表現(xiàn)除腎小管上皮細(xì)胞糖酵解代謝通路的激活，兩者的相似性提示我們代謝異質(zhì)性和復(fù)雜性研究有助于發(fā)現(xiàn)腎臟再生的代謝靶標(biāo)秒咐。

本研究結(jié)合了高空間分辨率的基質(zhì)輔助激光解吸/電離質(zhì)譜成像（MALDI-MSI）技術(shù)和同位素示蹤谬晕，構(gòu)建了一個(gè)單細(xì)胞水平檢測空間代謝動(dòng)力學(xué)的平臺(tái)，該平臺(tái)不僅可以用于檢測代謝通路的速率携取，還可以檢測不同營養(yǎng)物在細(xì)胞中的代謝分配攒钳。研究者首先構(gòu)建了雙側(cè)腎缺血再灌注損傷（bIRI）老鼠模型，模擬腎移植過程中的損傷修復(fù)過程雷滋，通過對不同修復(fù)程度的腎臟細(xì)胞的代謝特征進(jìn)行檢測不撑，發(fā)現(xiàn)了和前期研究一致的結(jié)果，即正常修復(fù)的PT表現(xiàn)出高的糖酵解代謝惊豺，但對bIRI模型正常修復(fù)的PT和對照取腎臟相比依然表現(xiàn)出異常的線粒體代謝和營養(yǎng)分配燎孟，表明損傷病人發(fā)展為慢性腎病的可能性更高禽作。然后單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組與單細(xì)胞水平的空間代謝組學(xué)相結(jié)合尸昧，揭示了人胚胎期的腎臟在不同發(fā)育階段代謝基因和代謝物都表現(xiàn)出強(qiáng)烈的異質(zhì)性，然后跟著上皮細(xì)胞的發(fā)育軌跡構(gòu)建其代謝軌跡旷偿，發(fā)現(xiàn)從祖細(xì)胞到成熟的PT過程中烹俗，糖酵解下降爆侣，而糖異生升高，線粒體的氧化磷酸化升高幢妄，尤其是脂肪酸的β氧化升高明顯兔仰，這些結(jié)果表明腎臟發(fā)育中PT的成熟對脂肪酸的依賴性，而在腎臟類器官中長鏈脂肪酸β氧化的代謝缺陷在運(yùn)用短鏈脂肪酸彌補(bǔ)后促進(jìn)PT的發(fā)育成熟蕉鸳。

這項(xiàng)研究在組織上辨別單個(gè)細(xì)胞類型內(nèi)與微環(huán)境相關(guān)的代謝異質(zhì)性乎赴，分別揭示了腎臟損傷后修復(fù)和發(fā)育過程中的代謝軌跡，為進(jìn)一步研究腎臟再生過程提供了參考潮尝。

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