01

非人靈長類動物單細胞轉(zhuǎn)錄組和調(diào)控組參考圖譜繪制完成

非人靈長類動物在遺傳、器官結(jié)構(gòu)、生理功能、病理反應(yīng)和生化代謝等諸多方面都表現(xiàn)出與人類相似的特征，其中食蟹猴已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)研究中最常用的非靈長類動物模型，評估這些非靈長類動物模型和人類的異質(zhì)性，能夠為深入理解人類生命活動相關(guān)的生理功能、藥物反應(yīng)、疾病防治等提供重要理論依據(jù)。

近日南京大學(xué)生科院陳迪俊/孫洋團隊聯(lián)合浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬兒童醫(yī)院謝詒誠團隊構(gòu)建了食蟹猴多器官的單細胞多組學(xué)參考圖譜，包括食蟹猴的16個器官（心、肝、脾、肺、腎、胃、結(jié)腸、肌肉、氣管、主動脈、脂肪、膀胱、舌頭、乳腺、子宮和睪丸）約25萬細胞，進行了單細胞轉(zhuǎn)錄組測序（scRNA-seq）和單細胞染色質(zhì)開放性測序（scATAC-seq），鑒定了新的細胞類型，挖掘了不同器官中基因表達的關(guān)鍵調(diào)控因子，分析了不同細胞分化和互作規(guī)律，人、食蟹猴和小鼠三個物種比較分析發(fā)現(xiàn)食蟹猴和人在對應(yīng)的器官中都具有極高的細胞組成和細胞互作相似性，并且都具有豐富的免疫細胞和上皮細胞類型，是研究復(fù)雜疾病的理想模型。這些研究成果還提供了基于scRNA-seq數(shù)據(jù)探索marker基因表達的交互式網(wǎng)站。

(https://biobigdata.nju.edu.cn/MonkeyAtlas/)

 

02

重磅綜述，你想了解的空間組學(xué)研究方法一網(wǎng)打盡

空間組學(xué)方法揭示生命復(fù)雜性更多細節(jié)。最近，空間組學(xué)方法的多樣性和能力出現(xiàn)了爆炸式的發(fā)展，包括現(xiàn)在可以量化轉(zhuǎn)錄組或蛋白質(zhì)組的各種技術(shù)，并在不同組織中繪制跨范圍的基因組組織。隨著這些方法的成熟，諸如規(guī)模、分辨率、靈敏度、多路復(fù)用和不同樣本適用性等主要限制開始得到解決。最新的空間方法在一系列生物學(xué)相關(guān)的長度尺度上提供轉(zhuǎn)錄組或蛋白質(zhì)組范圍的信息。為了實現(xiàn)無偏見、數(shù)據(jù)驅(qū)動的探索性原位細胞表型，空間技術(shù)有望通過放大鏡觀察組織和細胞的分子和空間結(jié)構(gòu)，進一步轉(zhuǎn)變我們對生命復(fù)雜性的認識。

本文概述了原位空間基因組、轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組技術(shù)的發(fā)展前景，舉例說明了它們對細胞生物學(xué)研究的影響。

 

03

GeoMx DSP空間轉(zhuǎn)錄組解析新冠后遺癥中肺部組織病變的時空表達譜

目前新的新冠抗病毒藥物、疫苗接種和改進的重癥監(jiān)護策略極大程度降低了新冠引發(fā)的急性死亡比率，但大約40%的COVID-19幸存者仍然會出現(xiàn)急性后遺癥（PASC），PASC是一種的多器官系統(tǒng)疾病，其中呼吸系統(tǒng)的后遺癥最為突出，如肺纖維化、獲得性肺炎。目前新冠研究的樣本多為尸檢樣本，很難闡釋PASC肺部病變過程中的表達譜變化和發(fā)展機制。

該研究利用小鼠模型基于DSP空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)對新冠感染后不同時期小鼠的肺部后遺癥進行深入剖析，重點放在肺泡II型（AT2）細胞和末端支氣管分泌細胞上，發(fā)現(xiàn)在2dpi時期，兩個區(qū)域均表現(xiàn)出急性炎癥基因的上調(diào)，這一現(xiàn)象和人類感染一致，但這兩個區(qū)域的IFN刺激基因（ISG）表達模式呈現(xiàn)差異，DSP空間全轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)深入分析發(fā)現(xiàn)兩個區(qū)域在基因表達和通路上存在廣泛的空間異質(zhì)性，進一步研究發(fā)現(xiàn)感染的支氣管上皮細胞呈現(xiàn)凋亡途徑激活，而肺泡區(qū)則主要表現(xiàn)為感染的特點，在感染后恢復(fù)中，支氣管恢復(fù)快速完全，而肺泡區(qū)恢復(fù)緩慢且不完全。

該研究解析了新冠急性后遺癥（PASC）肺部損傷在不同組織空間區(qū)域和不同時期的基因表達特征和通路變化，并提出治療COVID-19存活患者PASC的重要思路和潛在方案。

 

04

單細胞轉(zhuǎn)錄組揭示甲狀腺相關(guān)眼病眼眶組織單細胞水平免疫微環(huán)境

甲狀腺相關(guān)性眼�。═AO）是甲狀腺疾病最常見的甲狀腺外表現(xiàn)之一，以眼球后及眶周組織的浸潤性病變?yōu)樘卣鞯钠鞴偬禺愖陨砻庖咝约膊�，由于發(fā)病機制不明，TAO的治療仍面臨挑戰(zhàn)。

本文利用單細胞RNA測序，對接受眶減壓手術(shù)的TAO患者與接受眼瞼整形術(shù)的正常對照的眼眶結(jié)締組織進行單細胞水平的轉(zhuǎn)錄組分析。發(fā)現(xiàn)一群高度表達成脂相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子，同時還高度表達趨化因子和炎性細胞因子的成脂纖維細胞（LPF）在TAO病人中增多，表明這群細胞高度參與了TAO的發(fā)病過程，另外還發(fā)現(xiàn)具有Ⅰ型巨噬細胞的炎癥分泌功能，同時還高表達脂肪酸轉(zhuǎn)運蛋白CD36脂肪組織巨噬細胞 (ATM) 可能也參與了TAO眼眶脂肪組織的炎癥反應(yīng)及增生。

本文通過細胞亞群、差異基因分析、細胞間相互作用分析等，在單細胞層面繪制了TAO的眼眶結(jié)締組織免疫微環(huán)境圖譜。

 

05

錢斌治團隊匯總單細胞多組學(xué)分辨率的腫瘤相關(guān)巨噬細胞的多樣性

腫瘤相關(guān)巨噬細胞是腫瘤中最豐富的免疫細胞類型之一，近年來基于單細胞多組學(xué)的發(fā)展，人們對于TAM的異質(zhì)性研究也越來越多，逐漸發(fā)現(xiàn)TAM參與腫瘤生長、浸潤、胞外基質(zhì)的重塑，與內(nèi)皮、間充質(zhì)基質(zhì)細胞和免疫細胞存在互作，進而促進腫瘤的進展、轉(zhuǎn)移以及免疫耐受，日益成為重要的免疫治療靶點。目前研究中主要采用特征基因?qū)�巨噬細胞亞群進行命名，這導(dǎo)致了亞群認定的混亂和后續(xù)研究的不便。

復(fù)旦大學(xué)人類表型組研究院錢斌治教授團隊基于長期在腫瘤相關(guān)巨噬細胞領(lǐng)域的積累，回顧了近年癌癥領(lǐng)域相關(guān)研究，總結(jié)了TAM在單細胞轉(zhuǎn)錄組（scRNA-seq）中的多樣性，將TAM歸納為7個基礎(chǔ)功能相關(guān)的分子分型。同時在單細胞表型（CITE-seq）、代謝、表觀組（scATAC-seq，scCHIP-seq，空間CUT&Tag）中定義了TAM亞群的功能、通路、表觀多樣性。

結(jié)合現(xiàn)階段的空間組學(xué)技術(shù)（ST，Stereo-seq，DSiT-seq）揭示了TAMs亞群在腫瘤和癌旁的不同區(qū)域中存在差異性分布，且與其在腫瘤中的作用和患者生存存在強相關(guān)性。文章還提出了基于單細胞多組學(xué)的TAMs多樣性共識模型和統(tǒng)一命名的建議，并對未來相關(guān)研究進行了展望。

 

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