芯周刊·第3期 | 單細(xì)胞&空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序文獻(xiàn)速覽導(dǎo)讀

01

單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組結(jié)果協(xié)助重新定義結(jié)直腸癌亞型

目前形入,結(jié)直腸癌分子亞型主要考慮上皮亞型全跨、微衛(wèi)星狀態(tài)和纖維化,分為微衛(wèi)星不穩(wěn)定免疫激活型亿遂、經(jīng)典型浓若,代謝型,間質(zhì)型蛇数,這種分類方法無(wú)法區(qū)分癌細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞的個(gè)體差異挪钓,對(duì)個(gè)體化治療造成挑戰(zhàn)。

本文研究者對(duì)來(lái)自新加坡苞慢、比利時(shí)诵原、韓國(guó)等五個(gè)隊(duì)列的63名患者的141個(gè)腫瘤樣本、39個(gè)正常組織樣本以及9個(gè)淋巴結(jié)樣本進(jìn)行單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析挽放,主要分析了49155個(gè)上皮細(xì)胞绍赛,并在一個(gè)樣本中發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)上皮細(xì)胞亞型,在其他4個(gè)隊(duì)列中也分析找出了iCMS2和iCMS3亞型辑畦,并在15個(gè)不同數(shù)據(jù)集的3,614個(gè)bulk腫瘤轉(zhuǎn)錄組中得到證實(shí)吗蚌。

這個(gè)新的分類系統(tǒng)可以幫助我們解釋影響結(jié)直腸癌的多樣性的功能單元,包括活躍在i2纯出、i3類型癌癥中不同生物程序的內(nèi)在上皮軸蚯妇,微衛(wèi)星狀態(tài)及其對(duì)腫瘤免疫原性和免疫療法反應(yīng)的影響敷燎,以及纖維化及其對(duì)轉(zhuǎn)移傾向的潛在影響。

02

使用單細(xì)胞多組學(xué)和空間方法解碼人類性腺發(fā)育路線

本文首先通過(guò)scRNA-seq箩言、scATAC-seq和snRNA/scATAC-seq三種單細(xì)胞基因組學(xué)方法分析了涵蓋性別決定和分化為卵巢和睪丸的階段的妊娠早期和中期(6-21?PCW)的人類性腺和鄰近性腺外組織硬贯,同時(shí)使用Visium和單分子熒光原位雜交(smFISH)生成空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)數(shù)據(jù)。

為了比較人類生殖細(xì)胞與其他哺乳動(dòng)物的分化陨收,整合了人類和小鼠性腺生殖細(xì)胞以及更多來(lái)自小鼠和獼猴性腺生殖細(xì)胞scRNA-seq數(shù)據(jù)集饭豹,文章首先描述雙潛能的瞬態(tài)細(xì)胞群ESGCs在性別決定時(shí)達(dá)到峰值,并且作為第一個(gè)在XY性腺中表達(dá)睪丸決定因子SRY的細(xì)胞务漩,表達(dá)干細(xì)胞標(biāo)記物如TSPAN8和LGR5拄衰。其次圍繞性別決定,定義了一個(gè)新的性腺支持細(xì)胞群SPAX8饵骨,位于性腺-中腎邊界翘悉,介導(dǎo)睪丸網(wǎng)和卵巢網(wǎng)的形成。然后發(fā)現(xiàn)由人類卵巢中不同的粒前細(xì)胞亞群定義的空間微環(huán)境調(diào)節(jié)生殖細(xì)胞的發(fā)育居触,其中定義了SIGLEC15+ftMs和TREM2+ftMs可能參與小鼠睪丸發(fā)育妖混。

這項(xiàng)工作所提供的人類和小鼠性腺發(fā)育綜合細(xì)胞圖為研究性腺功能,了解體外性腺發(fā)生提供指導(dǎo)饼煞,對(duì)于不孕癥源葫、性發(fā)育差異和性腺病理學(xué)提供了獨(dú)特資源诗越。

03

Cell 重磅評(píng)論文章:蒲慕明院士總結(jié)和討論靈長(zhǎng)類動(dòng)物大腦單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組和連接組的研究進(jìn)展砖瞧、挑戰(zhàn)及未來(lái)前景

隨著單細(xì)胞技術(shù)、細(xì)胞特異性病毒載體和光學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展嚷狞,小鼠大腦單細(xì)胞多組學(xué)和連接組已經(jīng)取得了豐碩的研究成果(BICCN)块促,然而在非人類靈長(zhǎng)類動(dòng)物中繪制單細(xì)胞連接組仍處于初期階段。

蒲慕明院士在這篇文章中總結(jié)了靈長(zhǎng)類大腦單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組和空間轉(zhuǎn)錄組的研究進(jìn)展床未,提到鑒定出穩(wěn)定且獨(dú)特表達(dá)的基因有助于確定細(xì)胞類型竭翠,但在大多數(shù)單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄分析中缺少有關(guān)轉(zhuǎn)錄組模式隨時(shí)間變化的信息,也不清楚每種主要神經(jīng)元類型的祖細(xì)胞群內(nèi)的異質(zhì)性在多大程度上可以解釋其后代的亞型多樣化薇搁,以及內(nèi)在的譜系依賴性是否在決定大腦不同區(qū)域所有神經(jīng)元亞型中起主導(dǎo)作用斋扰。空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)為繪制靈長(zhǎng)類大腦中所有神經(jīng)元類型的連接組圖提供基礎(chǔ)啃洋,將幫助我們解決有關(guān)靈長(zhǎng)類動(dòng)物大腦進(jìn)化传货、發(fā)育和衰老等許多重要問(wèn)題。對(duì)于光學(xué)成像和電生理位檢測(cè)的靈長(zhǎng)類動(dòng)物大腦的細(xì)觀連接組圖譜的熒光示蹤技術(shù)目前存在空間和時(shí)間分辨率較低宏娄、圖像收集和分析程序的變化以及個(gè)體差異性問(wèn)題问裕,光學(xué)成像和光遺傳學(xué)操作結(jié)合MRI將有助于闡明結(jié)構(gòu)連合組和功能連接組信息;總結(jié)了藥物療法和神經(jīng)調(diào)節(jié)療法的進(jìn)展孵坚,并提出對(duì)受試者大腦進(jìn)行定量模擬或測(cè)量粮宛,根據(jù)個(gè)體差異為治療腦部疾病提供有效的精確神經(jīng)調(diào)節(jié)療法窥淆。


04

北京大學(xué)鐘超團(tuán)隊(duì)揭示PD-1抑制劑誘導(dǎo)的免疫不良反應(yīng)——腸炎的機(jī)制解析,提示FAO抑制劑可能作為臨床不良反應(yīng)緩解藥物

PD-1抑制劑作為腫瘤免疫治療的重要手段讓患者看到了希望巍杈,但其伴隨的免疫不良反應(yīng)導(dǎo)致治療中斷又讓患者喪失信心忧饭,腸炎就是其不良反應(yīng)癥狀之一,但是為什么PD-1/PD-L1抑制劑會(huì)誘發(fā)腸炎機(jī)制尚不清楚筷畦。

本文首先確定了維持腸道穩(wěn)態(tài)的腸道淋巴組織誘導(dǎo)細(xì)胞 (LTi) 高表達(dá)PD-1分子眷昆,通過(guò)特異細(xì)胞PD-1敲除小鼠模型驗(yàn)證了PD-1信號(hào)對(duì)結(jié)腸炎發(fā)生具有保護(hù)作用,并發(fā)現(xiàn)LTi細(xì)胞表面PD-1的表達(dá)受腸道菌刺激調(diào)節(jié)汁咏,而刺激其分泌IL22因子維持腸道免疫穩(wěn)態(tài)亚斋,然后研究人員利用單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄測(cè)序、細(xì)胞能量代謝分析等手段攘滩,發(fā)現(xiàn)LTi細(xì)胞活化過(guò)程伴隨糖代謝帅刊、脂肪酸合成增強(qiáng)的代謝重塑過(guò)程,而PD-1信號(hào)缺失將導(dǎo)致LTi細(xì)胞脂肪酸氧化(FAO)異常升高漂问,從而抑制IL-22表達(dá)赖瞒,抑制劑實(shí)驗(yàn)和敲除實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)該代謝重塑過(guò)程。

這篇文章不僅解析了PD-1在腸道穩(wěn)態(tài)中的作用蚤假,也間接解釋了PD-1抑制劑治療引起不良反應(yīng)的機(jī)制栏饮,為緩解不良反應(yīng)的臨床措施提供思路。

05

空間多組學(xué)好文:?jiǎn)渭?xì)胞分辨率空間多組學(xué)聯(lián)用揭示原發(fā)性黑色素瘤進(jìn)展和免疫編輯的空間圖譜

皮膚黑色素瘤是一種高度免疫原性的惡性腫瘤磷仰,原位黑色素瘤通常不會(huì)侵入真皮袍嬉,真皮侵入也就意味著很高的轉(zhuǎn)移潛力,可能危及生命灶平,最近幾項(xiàng)研究表明多重成像有可能為不同階段的黑色素瘤及其相關(guān)的免疫程序提供更深入的了解伺通。

本文整合了高分辨率成像、3D高分辨率顯微鏡和空間分辨的微區(qū)域轉(zhuǎn)錄組學(xué)逢享,研究原發(fā)性黑色素瘤中的免疫逃逸和免疫編輯事件罐监,首先對(duì)MIS不同疾病階段的樣本連續(xù)切片進(jìn)行20-30 plex CyCIF成像,并進(jìn)行LDA確定了腫瘤進(jìn)展相關(guān)的免疫和腫瘤細(xì)胞相互作用模式瞒爬,然后利用微區(qū)域轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析(mrSEQ)對(duì)遠(yuǎn)端皮膚轉(zhuǎn)移標(biāo)本的不同免疫鄰域和腫瘤細(xì)胞相關(guān)的轉(zhuǎn)錄程序進(jìn)行研究弓柱,發(fā)現(xiàn)MIS、惡性黑色素瘤[外生性(EM)和侵襲性(IM)]以及主動(dòng)免疫反應(yīng)域三個(gè)主要簇在有絲分裂侧但、存活和上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化等方面均表現(xiàn)出顯著差異矢空,進(jìn)一步研究人員綜合了mrSEQ、CyCIF和3D高分辨率反卷積顯微鏡數(shù)據(jù)俊犯,發(fā)現(xiàn)在腫瘤侵襲時(shí)妇多,沿腫瘤-基質(zhì)邊界形成鞏固且空間受限的抑制環(huán)境,而這種環(huán)境是由促進(jìn)MHC-II和IDO1表達(dá)的細(xì)胞因子梯度以及由PD1-PDL1介導(dǎo)的巨噬細(xì)胞燕侠、樹(shù)突細(xì)胞和T細(xì)胞之間的細(xì)胞間接觸所建立的者祖,而幾毫米外的細(xì)胞毒性T細(xì)胞(CTLs)和黑色素瘤細(xì)胞在腫瘤消退區(qū)發(fā)生接觸立莉。

本研究通過(guò)蛋白質(zhì)和mRNA的空間分析揭示了腫瘤進(jìn)展過(guò)程中的形態(tài)學(xué)和分子特征,包括局部旁分泌細(xì)胞因子信號(hào)傳導(dǎo)和細(xì)胞-細(xì)胞間的直接接觸七问。

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