芯周刊·第33期 | IF 38+湯富酬團隊發(fā)布單細胞全長三代測序技術(shù)新進展

///? 01?

湯富酬團隊發(fā)布單細胞全長三代測序技術(shù)新進展

自2016年單細胞技術(shù)發(fā)展迅速斯碌,出現(xiàn)了大量不同原理和分離方案的單細胞技術(shù)平臺一死,但這些平臺大多數(shù)基于NGS測序,將RNA打斷成小片段進行檢測傻唾,這樣提高了檢測的通量和效率投慈,但丟失了來自RNA層面的結(jié)構(gòu)信息,尤其是其檢測的標記端幾百bp堿基策吠,無法獲得RNA全長信息導(dǎo)致的RNA剪接信息丟失逛裤。為了克服上面的問題,研究人員開發(fā)了SCAN-seq2猴抹,一種基于TGS平臺的高通量带族,高靈敏度的全長RNA-seq方法。

研究對來自九個細胞系的總共5472個細胞進行了SCAN-seq2蟀给,參考引導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄組組裝蝙砌,研究人員鑒定了數(shù)千種新型全長RNA亞型。并且可以準確確定高度多態(tài)性T細胞受體(TCR)和B細胞受體(BCR)基因(免疫球蛋白)的V(D)J重排事件跋理。文章中通過SCAN-seq2和基于NGS的方法鑒定的同一文庫的ERCC UMI择克,比較了重復(fù)性,靈敏性前普,穩(wěn)定性等指標肚邢,均顯示該方法具有優(yōu)秀的性能。SCAN-seq2所需的測序深度可能遠低于短讀長測序拭卿。

作為一種更方便的工具骡湖,SCAN-seq2可用于以單細胞和單個RNA亞型分辨率研究不同的生物系統(tǒng),并幫助了解許多疾病的復(fù)雜機制峻厚。


///? 02?

空間代謝組發(fā)現(xiàn)新肌纖維亞型

骨骼肌是由四種不同代謝特征的肌纖維亞型組成的响蕴,在機體其他結(jié)構(gòu)中存在一種超快收縮肌纖維 (SFMs),是脊椎動物中收縮最快的肌肉類型惠桃,如眼外肌中就存在SFMs浦夷,這些細胞最顯著的特征是代謝模式不同辖试,既有超高糖酵解能力也有大量線粒體,以持續(xù)服務(wù)超快收縮頻率劈狐。MALDI-MSI的空間代謝組學(xué)是近年來發(fā)展的一種帶有空間信息的代謝物檢測技術(shù)罐孝,但其在代謝物注釋、鑒定及圖像精準共配準等方面都面臨著更大的挑戰(zhàn)懈息,而肌肉的結(jié)構(gòu)相對簡單肾档、且肌纖維細胞的大小足以提供超過檢測限的代謝物,是高分辨率空間代謝組的理想模型辫继。

本文利用小鼠骨骼肌樣本優(yōu)化了樣本制備過程怒见,提高了單肌纖維的表面積,增強了離子豐度姑宽,并獲得了高空間分辨率的肌纖維質(zhì)譜圖像遣耍。然后結(jié)合常規(guī)的LC-MS非靶向代謝組學(xué)分析進行交叉驗證,產(chǎn)生了更可靠的空間代謝組學(xué)結(jié)果炮车。在空間代謝組數(shù)據(jù)分析過程中第一次發(fā)現(xiàn)了2b mitohigh肌纖維亞型舵变,其具有抗疲勞代謝及超快肌纖維表達的分子特征,解析了骨骼肌中肌纖維代謝亞型的異質(zhì)性瘦穆,豐富了對骨骼肌纖維亞型的認識纪隙,加深了對生理或病理條件下肌纖維重塑的理解。


///? 03

單細胞測序助力CD26陰性和CD26陽性的組織常駐成纖維細胞有助于區(qū)分乳腺癌中功能不同的CAF亞群

腫瘤發(fā)生不僅由基因改變的癌細胞本身控制扛或,還由腫瘤微環(huán)境(TME)中的非惡性宿主細胞控制绵咱,后者強烈影響腫瘤進展、轉(zhuǎn)移和治療反應(yīng)熙兔。TME中最主要的細胞類型之一是癌癥相關(guān)成纖維細胞(CAFs)悲伶。CAFs大量存在于幾乎所有腫瘤的微環(huán)境中,并強烈影響腫瘤進展住涉。盡管對它們的功能和異質(zhì)性有了越來越多的了解麸锉,但對CAFs的起源知之甚少。了解CAF異質(zhì)性的起源是開發(fā)成功的基于CAF的靶向治療的必要條件舆声。

通過對小鼠的各種移植研究花沉,研究者發(fā)現(xiàn)侵襲性小葉性乳腺癌和三陰性乳腺癌中的CAFs都起源于乳腺組織中的正常成纖維細胞(NFs)。體內(nèi)和體外單細胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究顯示CD26+和CD26-?NF群體分別轉(zhuǎn)變?yōu)檠仔訡AFs (iCAFs)和肌成纖維細胞CAFs (myCAFs)媳握。功能共培養(yǎng)實驗表明碱屁,CD26+?NFs轉(zhuǎn)化為促腫瘤iCAFs,以CXCL12依賴的方式招募髓細胞毙芜,并通過基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)活性增強腫瘤細胞的侵襲忽媒。

總之争拐,研究者的數(shù)據(jù)表明CD26+和CD26-?NFs在乳腺癌小鼠模型中轉(zhuǎn)化為不同的CAF亞群腋粥。


///? 04?

垂體瘤新分型有效預(yù)測遠期復(fù)發(fā)

垂體瘤是人體常見的神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤晦雨,根據(jù)激素分泌和免疫組化,垂體瘤可分為10種亞型隘冲,但這些分型對于預(yù)測患者復(fù)發(fā)效果有限闹瞧,并且垂體瘤的亞型繁多,各亞型的起源不明確展辞,缺乏評估腫瘤分化程度的分子標志物奥邮,而腫瘤起源和分化程度對于預(yù)測預(yù)后效果非常重要。

本研究利用單細胞轉(zhuǎn)錄組測序?qū)?例成人垂體前葉組織和21例垂體瘤組織共64,937個細胞進行檢測罗珍,獲得了垂體瘤的圖譜洽腺,在其中PIT1譜系(垂體瘤的一種亞型)的細胞中有一群細胞不表達經(jīng)典的垂體激素(GH、PRL覆旱、TSH)蘸朋,通過擬時間序列分析和RNA速率分析發(fā)現(xiàn)這群細胞在分化軌跡的最前端,具有分化為成熟GH扣唱、PRL藕坯、TSH的潛力,因此將這些細胞命名為PIT1祖細胞(Pro.PIT1)噪沙,進一步比較正常垂體和垂體瘤的個亞群的特征及相似性打分將垂體瘤劃分為高炼彪、低分化組,并對各自的特征基因正歼、轉(zhuǎn)錄因子辐马、通路等進行分析,最后為了驗證垂體瘤分化分型對預(yù)后預(yù)測的價值朋腋,進行了800人的獨立隊列的生存分析齐疙,發(fā)現(xiàn)其預(yù)測效果優(yōu)于Ki67,其中PIT1旭咽,TPIT的低分化組和腫瘤復(fù)發(fā)率高贞奋,而在SF1中則高分化組復(fù)發(fā)率更高,這樣有趣的結(jié)果具體的機制還要進一步及逆行探索穷绵。

總之轿塔,該研究將分化程度引入垂體瘤的二分行策略,并指導(dǎo)復(fù)發(fā)預(yù)測的分子分型仲墨。


///? 05

空間轉(zhuǎn)錄組測序:增強海馬神經(jīng)發(fā)生改善阿爾茨海默病患者的記憶損傷

研究發(fā)現(xiàn)勾缭,在阿爾茨海默病(AD)患者和家族性阿爾茨海默材垦(FAD)小鼠模型中俩由,海馬神經(jīng)發(fā)生受損。但目前對于新的神經(jīng)元是否在記憶缺陷中起著誘發(fā)作用癌蚁。

本研究通過空間轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)發(fā)現(xiàn)幻梯,未成熟的神經(jīng)元在執(zhí)行海馬體依賴的任務(wù)后被積極地招募到記憶印記中兜畸,但是在FAD中招募嚴重不足。被招募的未成熟神經(jīng)元表現(xiàn)出脊柱密度受損和轉(zhuǎn)錄譜的改變碘梢。在FAD小鼠中咬摇,靶向增強神經(jīng)發(fā)生恢復(fù)了印記中新神經(jīng)元的數(shù)量、樹突棘密度以及未成熟和成熟神經(jīng)元的轉(zhuǎn)錄特征煞躬,最終導(dǎo)致改善記憶損傷肛鹏。AD患者神經(jīng)發(fā)生增強后未成熟神經(jīng)元的化學(xué)發(fā)生失活,逆轉(zhuǎn)小鼠的表現(xiàn)恩沛,并記憶減弱在扰。值得注意的是,AD-linked App雷客、ApoE和Adam10是基因印記中最重要的差異表達基因健田。

總的來說,這些觀察結(jié)果表明佛纫,神經(jīng)發(fā)生損傷導(dǎo)致了AD的記憶失敗妓局。


參考文獻?

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