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空間蛋白組再度來襲，LCM結(jié)合蛋白組技術，你值得擁有!

皮膚是人體最大的屏障器官，由復層鱗狀上皮、真皮以及各種基質(zhì)細胞和細胞外基質(zhì)構(gòu)成，其中位于真皮和表皮之間的基底膜是決定表皮干細胞命運的獨特生態(tài)位，能夠在皮膚損傷時建立表皮細胞極性并保持皮膚組織的層次結(jié)構(gòu)和功能，然而這個干細胞微環(huán)境在這個過程中的作用尚不清楚。

來自協(xié)和醫(yī)院的冷泠團隊、李軍團隊通過對6個皮膚層進行空間蛋白組檢測解析了每一層皮膚的功能特征。研究者對二期梅毒患者的皮膚進行研究，發(fā)現(xiàn)毒螺旋體易定位于皮膚基底膜處影響細胞基質(zhì)連接和干細胞功能，導致皮膚潰瘍等問題，進一步空間蛋白組發(fā)現(xiàn)干細胞的細胞周期和形態(tài)、汗腺和毛囊及關鍵的Wnt發(fā)育通路等都受到嚴重影響，最重要的是梅毒皮膚基底膜的多種蛋白組分缺失。TGFBI是一種微環(huán)境基質(zhì)糖蛋白，隨著皮膚衰老表達減少，梅毒基底膜剛好缺失TGFBI，結(jié)合課題組前期的研究，通過干細胞、類器官、小鼠模型實驗證實該蛋白可以通過Wnt通路促進二期梅毒皮損過程中表皮干細胞生長和功能恢復。

本研究利用空間蛋白組技術發(fā)現(xiàn)表皮干細胞微環(huán)境的分子組成及二期梅毒皮膚損傷機理，并揭示TGFBI在二期梅毒皮損修復的機制，為臨床各種因素引起的皮損治療提供新的思路，也強調(diào)了空間蛋白質(zhì)組學在干細胞與再生領域中的重要作用。

 

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國人單細胞研究之光 | 北京大學湯富酬團隊首次在單細胞水平上從頭組裝人類基因組

單細胞基因組測序是揭示細胞間遺傳異質(zhì)性的有力工具，尤其適用于癌癥研究，但是單細胞獲得的少量基因組使得單細胞全基因組測序困難重重，并且有些樣本也很難獲得足夠的基因組DNA用于研究，如CTC、穿刺樣本、腦脊液、早期胚胎發(fā)育研究。

2022年7月12日北京大學湯富酬團隊在Nucleic Acids Research發(fā)表最新研究成果，該研究使用單細胞基因組長讀長測序技術（SMOOTH-seq）結(jié)合PacBio HiFi和Oxford Nanopore Technologies（ONT）平臺實現(xiàn)了對K562和HG002細胞的測序，并進行了從頭基因組組裝。

研究首次在單細胞水平上完成了具有高連續(xù)性的人類基因組組裝（使用95個單獨的K562細胞，NG50約為2Mb），并且組裝結(jié)果能夠識別更完整和準確的插入事件集和復雜的結(jié)構(gòu)變異，開啟了單細胞基因組從頭組裝實踐的新篇章。

 

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浙江大學史鵬、沈嘯、谷巖合作揭示免疫細胞小膠質(zhì)細胞的非免疫功能

小膠質(zhì)細胞作為中樞神經(jīng)的免疫細胞，除了發(fā)揮免疫功能外，其調(diào)控中樞穩(wěn)態(tài)的功能也是近年來的研究熱點。高血壓患者一般具有交感高張現(xiàn)象，腎交感消融術可以有效緩解高血壓癥狀。然而，中樞交感神經(jīng)相關神經(jīng)元的穩(wěn)態(tài)如何被調(diào)控是長期以來領域里的難點。

本文首先通過動物實驗發(fā)現(xiàn)靜息態(tài)的小膠質(zhì)細胞的缺失會造成小鼠自主神經(jīng)功能異常，交感神經(jīng)張力升高。然后對下丘腦室旁核中投射到腦干頭端腹側(cè)延髓的前交感神經(jīng)元（簡稱PVN-RVLM）進行電生理分析，發(fā)現(xiàn)去除了靜息態(tài)的小膠質(zhì)細胞導致PVN-RVLM神經(jīng)元的電活性增加和交感輸出增多，進一步的PVN-RVLM神經(jīng)元單細胞測序結(jié)果表明小膠質(zhì)細胞的缺失導致介導Ia電流的鉀離子通道編碼亞基的Kcnd3表達減少，功能試驗則解析了小膠質(zhì)細胞是通過PDGFB蛋白的旁分泌調(diào)控神經(jīng)元中Kcnd3的表達的機制，這一結(jié)論也在高血壓小鼠模型中得到證實，并且明確了抗腫瘤藥物中酪氨酸激酶抑制劑引起高血壓副作用的機制。

該研究首次報道小膠質(zhì)細胞直接參與神經(jīng)元膜電位穩(wěn)態(tài)的直接證據(jù)，大大豐富了對神經(jīng)元-小膠質(zhì)細胞之間cross-talk途徑的認識，并且解釋了其引起心血管疾病的機制普遍性，有望作為改善或者緩解心血管危險因素誘發(fā)的認知功能損傷的重要解決方案。

 

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scATAC解密胸腺上皮外周組織抗原表達機制誘導自身反應性T細胞清除

胸腺上皮細胞在未成熟T細胞進行MHC的陽性選擇及自身抗原反應的陰性選擇過程中起到重要作用，與自身反應性T細胞清除和調(diào)節(jié)性T細胞分化密切相關，進而減少自身免疫病的發(fā)生，轉(zhuǎn)錄因子Aire是驅(qū)動髓質(zhì)胸腺上皮細胞外周組織抗原表達的重要轉(zhuǎn)錄因子，是許多自身免疫病的原因，但該機制仍然有諸多問題不清楚。

本文研究團隊利用scATAC對Aire敲除鼠純化的MHCII高表達的髓質(zhì)胸腺上皮細胞進行分析，獲得13個亞群，從表觀層面證實了Aire可以在其靶基因結(jié)合區(qū)域促進染色質(zhì)可及性，這些Aire表達的細胞中存在多種譜系相關轉(zhuǎn)錄因子，與對應外周細胞類型的染色質(zhì)可及性相關，將這些細胞稱之為擬細胞。然后進一步研究擬細胞在T細胞陰性選擇和陽性選擇中的作用，通過標記纖毛和肌肉髓質(zhì)胸腺上皮細胞，發(fā)現(xiàn)它們與皺褶髓質(zhì)胸腺上皮細胞特性類似，在這些細胞中表達抗原均可以有效誘導T細胞耐受。

本文詳細研究單個髓質(zhì)上皮細胞的外周組織抗原表達機制，發(fā)現(xiàn)一類上皮細胞亞群可以通過譜系相關細胞轉(zhuǎn)錄因子來表達外周組織抗原，從而誘導抗原特異性T細胞耐受。

 

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單細胞多組學助力發(fā)現(xiàn)腎透明細胞癌新的潛在治療靶點

腎透明細胞癌的靶向治療和免疫治療在臨床上治療效果有限，深入理解ccRCC的微環(huán)境中的細胞組成和基因組調(diào)控特征對于我們理解腫瘤致病機理和開發(fā)新的治療策略具有重要意義，單細胞多維度是一個很好的高分辨率研究方法。

該研究對ccRCC患者的腫瘤組織進行了配對的scRNA-seq和scATAC-seq測序，繪制ccRCC單細胞多組學圖譜，同時結(jié)合CNV和標志基因CA9定義了腫瘤細胞群，結(jié)合TCGA數(shù)據(jù)進行生存分析發(fā)現(xiàn)4個腫瘤細胞群特異的轉(zhuǎn)錄因子與病人更差的預后顯著相關，這些轉(zhuǎn)錄因子的靶基因主要富集在低氧和細胞增殖信號通路，在單細胞轉(zhuǎn)錄組結(jié)果中也得到了驗證，然后通過動物敲除實驗和藥物實驗進一步驗證了HOXC5、ISL1和VENTX對腫瘤的促進作用。

綜上所述，該研究繪制了ccRCC的單細胞轉(zhuǎn)錄組和表觀基因組圖譜，并識別了腫瘤細胞特異的基因轉(zhuǎn)錄和表觀調(diào)控程序，為設計更有效的治療策略提供了新的線索。

 

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