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一键GET！7月单细胞测序又发表了哪些高分文章？

吉凯基因

2021.8.19

本期我们回顾下7月份单细胞领域发表的文章，并挑选其中的高分文章进行分享。

我们在Pubmed搜索了2021/07/01—2021/07/31在Title/Abstract中出现single cell或single nucleus的文章，总数为765篇，按照影响因子篇数如下：

Review：97篇

IF≥20：72篇

10<IF<20：142篇

Vol.1

阿尔茨海默病单核染色质可及性和转录组学特征

摘要：无论在健康还是疾病状态下，大脑的基因调节景观是高度动态的，从而协调不同类型细胞的一系列生物过程。本研究报道了针对晚期阿尔茨海默病个体191890个细胞核的多组学单核研究，分析了相同生物样本中的染色质可及性和基因表达，揭示了较大的细胞异质性。研究人员鉴定了细胞类型特异性、疾病相关的候选顺式调控元件及其候选靶基因，包括一个由APOE和CLU连接的少突胶质细胞相关调控模块。通过全基因组关联研究，研究人员描述了AD风险位点子集中特定细胞类型的顺式调节关系，证明了单核多组学方法的实用性。胶质细胞群的轨迹分析确定了疾病相关转录因子，如SREBF1及其靶基因。最后，通过单核一致加权基因共表达分析（一种对分散单细胞数据共表达网络的分析策略），研究人员对AD转录组进行系统级分析。

Vol.2

单核转录组分析揭示重症COVID-19患者的脑免疫应答过程

背景：新型冠状病毒病(COVID-19)由严重急性呼吸综合征冠状病毒2 (SARS-CoV-2)感染引起，在许多个体中发现其与神经及神经精神疾病有关。本研究试图进一步了解急性COVID-19病例的脑趋向性、神经炎症和宿主免疫反应之间的关系。

方法：对5例重症COVID-19患者和4例对照组的3个脑区(背外侧前额叶皮层、延髓和脉络膜丛)进行检查。通过对病毒刺突蛋白的western blot和覆盖99% SARS-CoV-2基因组及所有潜在血清型的病毒转录组分析，评估了病毒的存在。在同一样本中进行了基于液滴的单核RNA测序(snRNA-seq)，以检测COVID-19对大脑单个细胞转录的影响。

结果：病毒刺突S1蛋白和病毒转录本定量检测在死后脑组织中未检测到SARS-CoV-2。然而，对来自大脑三个不同区域的68557个单核转录组的分析发现，COVID-19患者脉络膜丛中基质细胞、单核细胞和巨噬细胞的比例增加。此外，差异基因表达、伪时序和基因调控网络分析显示，皮质小胶质细胞的转录变化与一系列生物过程相关，包括细胞激活、移动和吞噬。

结论：尽管在死亡时大脑中未检测到SARS-CoV-2，但这些发现表明，急性COVID-19患者存在显著且持续的神经炎症。

Vol.3

利用卵巢癌中细胞组分的单细胞解剖及其相互作用塑造肿瘤免疫表型

摘要：不同的T细胞浸润模式，即免疫浸润、排斥和荒漠化，导致对癌症免疫治疗的反应不同。然而，支撑这些肿瘤免疫表型的关键决定因素和生物学仍不清楚。本项研究通过对15个卵巢肿瘤的单细胞RNA测序分析，提供了整个肿瘤生态系统的高分辨率解剖。免疫荒漠肿瘤具有独特的肿瘤细胞固有特征，包括代谢途径和低抗原呈递，以及单核细胞和未成熟巨噬细胞的富集。免疫浸润和排除肿瘤的T细胞组成和成纤维细胞亚群明显不同。此外，研究揭示了趋化因子受体-配体相互作用是介导免疫细胞浸润的潜在机制，例如通过CXCL16-CXCR6的肿瘤细胞-T细胞串扰和通过CXCL12/14-CXCR4的基质免疫细胞串扰。研究数据突出了塑造肿瘤免疫表型的潜在分子机制，并可能为提高癌症免疫治疗的临床效益提供治疗策略。

Vol.4

单细胞核型重建鉴定结直肠癌的间断和逐渐多样化进化模式

摘要：肿瘤进化的核心是遗传多样性的产生。然而，人类肿瘤中新生核型出现改变、传播的程度和模式尚不清楚，特别是单细胞分辨率。本研究提出了3D Live-Seq，该技术集成了肿瘤器官生长的活细胞成像和每个成像细胞的全基因组测序，以在连续细胞世代中重建不断进化的肿瘤细胞核型。利用患者来源的结直肠癌类器官和新鲜的肿瘤活检，研究人员证明了不同复杂性的核型改变是普遍的，并且可以在几代细胞内发生。亚染色体无着丝粒片段容易在连续的细胞分裂中复制和集体错分离。相反，整个基因组的核型改变是在一次错误的细胞分裂中产生的，这为非整倍体肿瘤基因组可以通过间断进化提供了支持。通过绘制癌症核型多样化的时间动态和模式，可重建肿瘤细胞恶性发展的进化路径。

Vol.5

致死性COVID-19的分子单细胞肺图谱

摘要：呼吸衰竭是重型SARS-CoV-2感染患者死亡的主要原因，但目前对肺部组织水平的宿主反应尚不清楚。本研究对19名死于COVID-19并接受快速尸检的个体和7名对照个体的肺中的约11.6万个细胞核进行了单核RNA测序。综合分析确定了细胞组成、转录细胞状态和细胞间相互作用的重大变化，从而提供了对COVID-19致死机制的深入了解。COVID-19患者的肺部呈现高度炎症，异常活化的单核细胞衍生的巨噬细胞和肺泡巨噬细胞密集浸润，但T细胞反应受损。与其他病毒和细菌引起的肺炎相比，单核细胞/巨噬细胞来源的白细胞介素-1β和上皮细胞来源的白细胞介素-6是SARS-CoV-2感染的独特特征。肺泡2型细胞处于炎症相关的短暂祖细胞状态，未能完全过渡到肺泡1型细胞，导致肺再生受损。此外，研究人员发现CTHRC1+病理性成纤维细胞3导致 COVID-19中迅速发生的肺纤维化。推断蛋白质活性和配体-受体的相互作用，破坏了有害回路的假定药物靶标。该图谱可以解剖致命的 COVID-19，有助于我们了解COVID-19幸存者的长期并发症，并为开发治疗方法提供重要资源。

Vol.6

单细胞转录组学揭示人体胚胎骨骼干细胞发育的过程

摘要：人类骨骼干细胞(SSCs)已在胎儿和成人长骨中发现。然而，人类胚胎SSCs在早期骨骼发育过程中的时空个体发育尚不清楚。本研究以单细胞分辨率绘制了人类肢体芽和胚胎长骨的转录景观，以解决这一基本问题。研究人员发现在人肢芽间充质和上皮细胞中存在显著的异质性，并利用已知的标记基因沿近端-远端和前后轴排列它们。骨软骨源性祖细胞最初出现在核心肢芽间充质中，在经历软骨内骨化的胚胎长骨中产生多个干/祖细胞群。重要的是，软骨膜胚胎骨骼干/祖细胞(eSSPC)亚群被鉴定出来，它可以自我更新产生骨软骨细胞，而不是脂肪细胞或造血基质。eSSPC以黏附分子CADM1为标志，FOXP1/2转录网络高度富集。有趣的是，在人类胚胎颅骨矢状缝中也发现了具有相似表型标记和转录网络的神经嵴源性细胞。综上所述，这项研究揭示了人类胚胎骨骼发生过程中的细胞异质性和谱系等级，并确定了协调软骨内和膜内骨化的独特骨骼干/祖细胞。

Vol.7

利用类器官和单细胞测序探索人体泪腺

摘要：泪腺可分泌泪液，是润滑和保护眼睛的重要器官。泪液的产生、组成或释放中断会导致干眼症，引起不适和眼表损伤。本研究描述了人和小鼠的泪腺长期三维器官培养条件的建立。类器官可以扩展多个月，并重现泪管的形态和转录特征。CRISPR-Cas9介导的基因组编辑揭示了眼睛发育的主调控因子Pax6在成年泪腺细胞分化中的必需性。研究人员通过提供人的泪腺组织和类器官的单细胞图谱来探讨泪腺的细胞异质性。最后，人泪腺类器官复制了泪液分泌对神经递质的反应过程，并能在小鼠原位移植后植入并产生成熟的泪液产物。

Vol.8

单细胞测序解析肝细胞癌时空异质性及免疫逃逸机制

摘要：循环肿瘤细胞（CTCs）在血液传播过程中的转录组可塑性和适应机制尚不清楚。本研究使用单细胞RNA测序技术对肝细胞癌(HCC)患者的肝静脉(HV)、外周动脉(PA)、外周静脉(PV)和门静脉(PoV)等4个不同血管部位的113个单个CTCs的转录组进行了研究。研究人员发现CTCs的转录动态与应激反应、细胞周期和血液运输过程中的免疫逃逸信号有关。此外他们还发现趋化因子CCL5是CTC免疫逃逸的重要中介因子。从机制上讲，CCL5在CTCs中过表达是由p38-MAX信号转录调控的，它募集调节性T细胞(Tregs)来促进CTCs的免疫逃逸和转移性播撒。综上所述，该研究结果揭示了一种以前未被重视的CTC的空间异质性和免疫逃逸机制，可能有助于设计新的肝癌抗转移治疗策略。

Vol.9

受感染肺部的结核分枝杆菌表型和巨噬细胞谱系的单细胞分析

摘要：本研究详细介绍了一种新方法，将细菌适应度荧光报告菌株与scRNA-seq结合，同时获得每个感染细胞的宿主转录组、表面标记表达和细菌表型。这种方法有助于剖析体内结核分枝杆菌感染的肺泡(AMs)和间质巨噬细胞(IMs)的功能异质性。研究人员鉴定了与应激细菌相关的促炎AMs簇，以及三种不同的具有异质性细菌表型的IMs群。最后，他们发现肺中的主要巨噬细胞群体对感染的反应在表观遗传学上受到限制，而物种间的比较显示，大多数AMs亚群在小鼠和人类之间是保守的。这一概念性方法比较容易推广到其他传染病病原体，增加人们对不同宿主细胞群在感染过程中发挥作用的理解。

Vol.10

利用单细胞转录组学研究再生障碍性贫血

摘要：再生障碍性贫血(AA)是一种T细胞介导的造血系统自身免疫性疾病，表现为造血干细胞和祖细胞（HSPCs）的严重衰竭。然而，人们对热休克蛋白和T细胞之间复杂关系的理解仍然是模糊的，主要受技术和在骨髓衰竭的背景下热休克蛋白的稀少性的限制。本研究对残留的HSPCs和T细胞进行单细胞转录组分析，以识别AA患者中的“分子参与者”。研究人员观察到AA中残留的HSPCs在基因表达和转录调控网络中表现出谱系特异性的改变，这表明不同谱系的祖细胞库被选择性地破坏。特别是，在与DNA损伤和修复相关的转录本中，HSPCs表现出频繁改变的可变剪接事件和偏态的多聚腺苷酸化模式，提示其可能在AA进展为骨髓增生异常综合征中起作用。研究人员进一步确定了细胞类型特异性配体-受体相互作用作为T细胞持续破坏HSPCs的潜在介质。通过对免疫抑制治疗（IST）后患者的追踪研究，发现造血缓解不完全，同时HSPCs和T细胞之间存在IST不敏感的相互作用，并伴有持续的异常转录状态。这些数据共同构成了单细胞分辨率下AA中造血功能中断的转录组学景观，为参与的T细胞与残留HSPCs的分子相互作用提供了新的见解，并为AA提供了新的治疗机会。

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