我的單細(xì)胞測(cè)序project主要是做炎癥相關(guān)的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄分析，在檢索paper的過(guò)程中祭犯，發(fā)現(xiàn)有關(guān)單細(xì)胞測(cè)序和病毒相關(guān)的文獻(xiàn)是很少的秸妥，大致統(tǒng)計(jì)一下也不過(guò)十幾篇，追根究底可能有兩個(gè)方面的原因：
（1）我們做感染的還是很窮噠盹憎，科研界的基尼系數(shù)很高吧盖汀！（在此謝謝腫瘤學(xué)領(lǐng)域極力抬高了科研領(lǐng)域的GDP）陪每；
（2）單細(xì)胞測(cè)序本身的限制性影晓；雖然有些病毒，如流感病毒檩禾，它們的vmRNA也有尾部加poly A的特征挂签，常規(guī)的scRNA-seq方法可以同時(shí)捕獲病毒RNA和宿主細(xì)胞mRNA共同進(jìn)行建庫(kù)和測(cè)序，但由于轉(zhuǎn)錄表達(dá)水平較低（和宿主相比）盼产，先期不易捕獲饵婆，導(dǎo)致利用單細(xì)胞測(cè)序病毒感染進(jìn)程的起始點(diǎn)較為困難（一定要注意不是所有病毒都有poly A尾！）戏售。Nature重磅綜述 |關(guān)于RNA-seq侨核，你想知道的都在這
Workflow
上圖為SaraCristinelli發(fā)表的《The use of single-cell RNA-Seq to understand virus–host interactions》中使用單細(xì)胞RNA-seq和表型分析鑒定特定細(xì)胞特征基因的簡(jiǎn)要步驟:
（i）單細(xì)胞分離;
（ii）RNA-Seq程序，即RNA提取灌灾，逆轉(zhuǎn)錄（RT）搓译，文庫(kù)制備和測(cè)序;
（iii）數(shù)據(jù)分析（單細(xì)胞教程匯總）。
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文章傳送門(mén)：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1879625717301530?via%3Dihub#!
文獻(xiàn)簡(jiǎn)介
關(guān)鍵詞：病毒和宿主細(xì)胞之間的感染效應(yīng)
2019年11月锋喜，伊利諾伊州立大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)利用10X單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序對(duì)甲型流感病毒（IAV些己，Influenza A virus）和宿主之間相互聯(lián)系的異質(zhì)性進(jìn)行分析，進(jìn)而觀察到病毒基因表達(dá)的復(fù)雜異質(zhì)性嘿般，以及在感染細(xì)胞群內(nèi)存在多個(gè)不同的宿主對(duì)感染的轉(zhuǎn)錄反應(yīng)段标。
主要內(nèi)容：研究人員為了研究病毒感染導(dǎo)致的宿主反應(yīng)的異質(zhì)性，并希望去掉不同病毒滴度導(dǎo)致的差異炉奴，于是2009 H1N1感染A549細(xì)胞時(shí)的感染復(fù)數(shù)（MOI逼庞，multiplicity of infection）為0.01，保證>99.99%的感染細(xì)胞中含有1個(gè)病毒顆粒瞻赶。
10XGenomics測(cè)序發(fā)現(xiàn)4662個(gè)virion-infected cells往堡，3610個(gè)bystander cells和4597個(gè)mock cells械荷。
作者發(fā)現(xiàn)即使感染狀態(tài)時(shí)間相同，病毒轉(zhuǎn)錄本層面上也均在巨大差異虑灰。
然后研究人員試圖查找病毒基因和宿主轉(zhuǎn)錄層面的相關(guān)性吨瞎，雖然發(fā)現(xiàn)細(xì)胞在對(duì)IAV進(jìn)行宿主反應(yīng)時(shí)并沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)錄表達(dá)，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)病毒轉(zhuǎn)錄水平和細(xì)胞聚類存在關(guān)聯(lián)性穆咐，不過(guò)發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞周期相關(guān)基因如CDK1颤诀，CENPF，MKI67是導(dǎo)致感染細(xì)胞異質(zhì)性的原因对湃，還發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞群體的異質(zhì)性主要是由病毒感染和宿主細(xì)胞本身存在的異質(zhì)性所引起的崖叫。
流感病毒基因組是由8股單鏈RNA片段組成，分別是HA拍柒、NA心傀、M、PA拆讯、PB1脂男、PB2、NP和NS种呐，共編碼11個(gè)病毒蛋白質(zhì)宰翅，接著作者想要探究病毒基因?qū)λ拗鞣磻?yīng)的影響，發(fā)現(xiàn)~10%的感染細(xì)胞并沒(méi)有NS片段的轉(zhuǎn)錄本表達(dá)爽室，并且發(fā)現(xiàn)干擾素相關(guān)基因（interferon-stimulated gene汁讼，ISG）與NS片段表達(dá)高度相關(guān)。
最后阔墩，作者比較了不同感染細(xì)胞的宿主轉(zhuǎn)錄水平嘿架，發(fā)現(xiàn)在H1N1上各個(gè)細(xì)胞亞群之間的IFN和ISG表達(dá)并沒(méi)有顯著差異，而在H3N2上差異巨大啸箫。
該結(jié)果對(duì)于揭示病毒和宿主細(xì)胞之間的感染效應(yīng)具有重要意義眶明，其中區(qū)分不同組分之間的差異性可能為治療感染提供借鑒。
傳送門(mén)：
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/858373v2.full
關(guān)鍵詞：病毒數(shù)量和免疫反應(yīng)
2019年10月筐高，西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)利用10× Genomics測(cè)序在單細(xì)胞水平上分析了早期感染期間IAV和人類上皮呼吸細(xì)胞相互作用的動(dòng)力學(xué)。
研究人員發(fā)現(xiàn)丑瞧，病毒的數(shù)量對(duì)宿主天然免疫影響巨大柑土，并在原代上皮細(xì)胞感染實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)早期的天然免疫反應(yīng)對(duì)于抑制病毒擴(kuò)散的重要性。
主要內(nèi)容：研究人員首先用不同MOI值的病毒（0.2绊汹，0.6稽屏，2，10）感染A549細(xì)胞西乖，發(fā)現(xiàn)MOI值越大狐榔，NS1表達(dá)時(shí)間越早坛增，并且在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)MOI值和NS1表達(dá)呈現(xiàn)正相關(guān)。
為了研究病毒拮抗和天然免疫反應(yīng)薄腻，作者分別使用2MOI和0.2MOI進(jìn)行感染收捣，感染后細(xì)胞分為5個(gè)clusters，差異基因中細(xì)胞周期基因貢獻(xiàn)度最大庵楷。
在后期進(jìn)行進(jìn)一步聚類分析時(shí)罢艾，發(fā)現(xiàn)較低的拮抗效應(yīng)可以激發(fā)更多的干擾素的產(chǎn)生。
隨后作者分析了在IAV感染期間上調(diào)病毒和細(xì)胞基因的轉(zhuǎn)錄本之間的相關(guān)性尽纽，大多數(shù)病毒片段與細(xì)胞基因的表達(dá)情況均成反比咐蚯，尤其是NS片段和PA片段。在比較感染細(xì)胞和旁觀者細(xì)胞時(shí)弄贿，發(fā)現(xiàn)感染細(xì)胞的天然免疫反應(yīng)相似或者略低于旁觀者細(xì)胞（如TRIM22,OAS2,IFI27等基因）春锋。然后確定了上皮細(xì)胞中病毒感染過(guò)程中I型和III型IFN系統(tǒng)之間的差異表達(dá)模式，早期天然免疫反應(yīng)由III型IFN主導(dǎo)差凹。
在單細(xì)胞表達(dá)分析中確定的IFNL1表達(dá)模式與大量表達(dá)IFNL1的旁觀者細(xì)胞中的旁分泌激活機(jī)制相一致期奔。低MOI的IAV感染會(huì)導(dǎo)致旁觀者細(xì)胞中抗病毒ISG的誘導(dǎo)，從而潛在地保護(hù)它們免受病毒感染直奋。
本報(bào)告提供了有關(guān)感染的早期階段后能庆，隨著感染上呼吸道上皮細(xì)胞中感染單細(xì)胞的流感病毒數(shù)量增加，IAV免疫拮抗作用與先天免疫反應(yīng)相互作用的動(dòng)力學(xué)變化的見(jiàn)解脚线。
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https://jvi.asm.org/content/93/20/e00559-19
關(guān)鍵詞：與感染相關(guān)的宿主細(xì)胞基因和途徑
2019年10月搁胆，薩爾大學(xué)醫(yī)學(xué)院病毒學(xué)研究人員通過(guò)結(jié)合三種不同的計(jì)算方法來(lái)確定與感染相關(guān)的宿主細(xì)胞基因和途徑：基因和途徑離散分析南吮，細(xì)胞狀態(tài)轉(zhuǎn)變概率的預(yù)測(cè)以及未來(lái)的細(xì)胞狀態(tài)歉胶。該研究提供了對(duì)單純皰疹病毒1（Herpes simplex virus-1拄氯，HSV-1）感染早期階段的認(rèn)識(shí)勘畔，并為研究病毒感染中異質(zhì)細(xì)胞狀態(tài)提供借鑒减途。
主要內(nèi)容：皰疹病毒感染在宿主細(xì)胞中引發(fā)一系列擾動(dòng)薇搁，但在單個(gè)細(xì)胞的水平上仍知之甚少状勤。為了觀察病毒感染前幾個(gè)小時(shí)的分子表型的異質(zhì)性吴侦，研究人員使用10MOI的滴度對(duì)原代細(xì)胞（NHDFs）進(jìn)行感染挖胃，并對(duì)感染后1杂靶，3，5h的細(xì)胞進(jìn)行Drop-seq（Hemberg-lab單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析（二）- 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)）酱鸭，通過(guò)聚類分析發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致細(xì)胞異質(zhì)性的主要因素是細(xì)胞周期和感染進(jìn)程吗垮。
處于S-，G2,和M-期的細(xì)胞更容易受到病毒感染凹髓，或者病毒在該類細(xì)胞中進(jìn)展更快烁登。在裂解感染過(guò)程中，HSV病毒轉(zhuǎn)錄本在單個(gè)細(xì)胞中呈現(xiàn)雙峰蔚舀，其中在第一個(gè)峰中只含有1或2個(gè)病毒轉(zhuǎn)錄本饵沧，雙峰可能是由于US1/UL54的表達(dá)和感染后期的相互轉(zhuǎn)化锨络。
研究感染后病毒基因表達(dá)的變化時(shí)，發(fā)現(xiàn)RASD1和RRAD與病毒轉(zhuǎn)錄本呈現(xiàn)正相關(guān)性狼牺，并通過(guò)siRNA實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其具有抗病毒活性羡儿。然后利用RNA velocity發(fā)現(xiàn)NRF2與病毒轉(zhuǎn)錄本呈現(xiàn)正相關(guān)。
最后研究人員使用兩種NRF2激動(dòng)劑探究調(diào)控HSV-1感染锁右，發(fā)現(xiàn)早期病毒基因UL29和晚期病毒表達(dá)基因UL6均會(huì)較少失受，表明病毒粒子的生成和/或病毒轉(zhuǎn)錄/復(fù)制的晚期階段受到影響。
該研究對(duì)于揭示病毒感染后的動(dòng)力學(xué)變化以及不同病毒基因表達(dá)和宿主免疫效應(yīng)的關(guān)系具有重要意義咏瑟。
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https://www.nature.com/articles/s41467-019-12894-z
關(guān)鍵詞：感染期間病毒和宿主的轉(zhuǎn)錄異質(zhì)性
2019年5月拂到，芝加哥大學(xué)基因組與系統(tǒng)生物學(xué)研究所研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合了活細(xì)胞成像和單細(xì)胞RNA測(cè)序來(lái)表征原代人細(xì)胞HSV-1感染期間病毒和宿主的轉(zhuǎn)錄異質(zhì)性。他們發(fā)現(xiàn)個(gè)別感染的細(xì)胞之間病毒基因表達(dá)水平的極端差異性码泞，并表明這些細(xì)胞聚集成轉(zhuǎn)錄水平上不同的細(xì)胞亞群兄旬。
主要內(nèi)容：在單細(xì)胞水平上的感染是高度異質(zhì)的，大多數(shù)被感染的細(xì)胞不產(chǎn)生或很少產(chǎn)生病毒后代余寥，而一些細(xì)胞則產(chǎn)生數(shù)千個(gè)领铐。
為了探究單個(gè)細(xì)胞在病毒基因表達(dá)起始狀態(tài)中的基因變化情況，用滴度為2MOI的HSV-1病毒感染原代人體成纖維細(xì)胞（HDFn）宋舷。立即早期基因ICP4的起始表達(dá)在感染后1-4h達(dá)到高峰绪撵，并且在8h和11h分別達(dá)到高峰，這可能是出現(xiàn)二次感染的原因祝蝠。
研究團(tuán)隊(duì)對(duì)wildtype HSV-1和無(wú)ICP0的HSV-1突變株感染細(xì)胞后進(jìn)行單細(xì)胞測(cè)序音诈，發(fā)現(xiàn)感染細(xì)胞之間的差異性較大，Gini系數(shù)較高（0.8 for wildtype and 0.77 for ICP0-dd）绎狭。
在探究有關(guān)細(xì)胞周期對(duì)HSV-1基因表達(dá)的影響方面细溅，發(fā)現(xiàn)G2期感染的細(xì)胞不太可能啟動(dòng)病毒基因表達(dá)，并且細(xì)胞從病毒強(qiáng)迫的有絲分裂阻滯中逃逸對(duì)HSV-1感染非常有害儡嘶。
抗病毒感染的起始來(lái)源于abortively infected cell的細(xì)胞亞群喇聊，并且大多數(shù)ISG在病毒低載量的細(xì)胞中高表達(dá)。在高度感染的細(xì)胞中蹦狂，21個(gè)基因表達(dá)上調(diào)誓篱，GO分析（GO、GSEA富集分析一網(wǎng)打進(jìn)）發(fā)現(xiàn)其與RNA轉(zhuǎn)錄調(diào)控相關(guān)凯楔。通過(guò)基因通路分析發(fā)現(xiàn)HSV-1高度感染的細(xì)胞經(jīng)歷了抑制胚胎和發(fā)育遺傳程序的過(guò)程窜骄，包括WNT / b-catenin途徑。最后研究人員發(fā)現(xiàn)b-catenin與感染進(jìn)程高度相關(guān)啼辣，在感染過(guò)程中，b-catenin易位至細(xì)胞核并集中在病毒復(fù)制區(qū)室御滩。
被病毒感染的單細(xì)胞在感染的各個(gè)方面均表現(xiàn)出變異性鸥拧，從初始表型（abortive infectionVS成功表達(dá)病毒基因）開(kāi)始党远，到病毒基因表達(dá)的時(shí)間和速度，直至宿主細(xì)胞的細(xì)胞反應(yīng)富弦。在執(zhí)行按種群平均的測(cè)量時(shí)沟娱，感染細(xì)胞群中的這種異質(zhì)性是有害的，但可以通過(guò)單細(xì)胞分析來(lái)解決腕柜，這為生物學(xué)過(guò)程提供新的見(jiàn)解济似。
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https://elifesciences.org/articles/46339
點(diǎn)評(píng)：病毒與單細(xì)胞方面的文獻(xiàn)普遍偏少，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方面的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)的報(bào)道也較少盏缤，多數(shù)都是停留在細(xì)胞系的層面上砰蠢，最后說(shuō)一句，感染和單細(xì)胞測(cè)序結(jié)合大有可為啊唉铜，啊哈哈哈台舱！
