01

單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組發(fā)現(xiàn)非小細(xì)胞肺癌廣泛存在的混合譜系腫瘤細(xì)胞，可對(duì)非小細(xì)胞肺癌進(jìn)行精準(zhǔn)分型

非小細(xì)胞肺癌可以分為三個(gè)亞型：腺癌（ADC）、鱗癌（SCC）和大細(xì)胞癌（LCC），本文利用單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組技術(shù)對(duì)19例原發(fā)性非小細(xì)胞肺癌患者（14例ADC、3例SCC、1例復(fù)合型小細(xì)胞肺癌、1例混合型腺癌和神經(jīng)內(nèi)分泌癌）和1例軟骨瘤型錯(cuò)構(gòu)瘤患者的癌旁組織和腫瘤組織進(jìn)行研究，鑒定了6類普遍存在的主要細(xì)胞類型，對(duì)上皮細(xì)胞進(jìn)行深入研究發(fā)現(xiàn)77.5%的腫瘤細(xì)胞會(huì)同時(shí)表達(dá)兩種甚至三種不同腫瘤亞型特異性的標(biāo)志基因，這群細(xì)胞被命名為混合譜系腫瘤細(xì)胞，在非小細(xì)胞肺癌患者中是普遍存在的；混合譜系腫瘤細(xì)胞和單譜系腫瘤細(xì)胞之間是怎樣的起源關(guān)系呢？利用譜系示蹤手段和單細(xì)胞線粒體突變及CNV技術(shù)手段，發(fā)現(xiàn)混合譜系腫瘤細(xì)胞和單譜系腫瘤細(xì)胞來(lái)自共同的腫瘤前體細(xì)胞，表明混合譜系腫瘤細(xì)胞的可塑性非常強(qiáng)，可能很容易在單譜系狀態(tài)和混合譜系狀態(tài)之間切換表型；然后利用TCGA數(shù)據(jù)進(jìn)行生存分析，發(fā)現(xiàn)混合譜系腫瘤細(xì)胞的比例和特征與患者的不良預(yù)后密切相關(guān)，高混合譜系特征的患者其總生存期和無(wú)進(jìn)展生存期都明顯縮短；對(duì)混合譜系腫瘤細(xì)胞的特異性高表達(dá)基因進(jìn)行分析，篩選并經(jīng)過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證確定了AKR1B1基因促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖，抑制腫瘤細(xì)胞的凋亡，可能參與調(diào)控了混合譜系腫瘤細(xì)胞的可塑性。

該研究為非小細(xì)胞肺癌腫瘤亞型更為精準(zhǔn)的分型提供了新的線索，未來(lái)對(duì)于具有高混合譜系特征的非小細(xì)胞肺癌患者的診斷和治療具有重要的指導(dǎo)意義。

02

樊榮團(tuán)隊(duì)發(fā)布空間分辨率的ATAC-seq

空間測(cè)序技術(shù)目前已經(jīng)成為在組織樣本中進(jìn)行組學(xué)分析的最前沿的技術(shù)，但是目前主要集中在轉(zhuǎn)錄組，靶向蛋白組和代謝組，這些分子的表觀調(diào)控層面研究依然是重大挑戰(zhàn)。

2022年初，樊榮教授團(tuán)隊(duì)充分利用CUT&TAG技術(shù)結(jié)合原位編碼首次實(shí)現(xiàn)了組蛋白修飾的高空間分辨率，近期該團(tuán)隊(duì)和瑞典卡羅林斯卡學(xué)院合作進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了空間組織原位的染色質(zhì)可及性研究Spatial-ATAC-seq，研究人員在小鼠胚胎中進(jìn)行空間染色質(zhì)可及性檢測(cè)，成功分辨出小鼠胚胎的主要器官，并能夠和單細(xì)胞ATAC數(shù)據(jù)進(jìn)行很好的匹配，在扁桃體中也進(jìn)行了檢測(cè)，并能夠通過(guò)擬時(shí)序分析，重構(gòu)了B細(xì)胞激活過(guò)程中重要基因附近染色質(zhì)可及性的時(shí)空變化。

該技術(shù)的出現(xiàn)可以用于探索不同疾病狀態(tài)的表觀遺傳起源，開(kāi)發(fā)針對(duì)表觀遺傳的藥物，開(kāi)辟一條全新的疾病治療途徑。

03

人類結(jié)腸中靜止的LGR5+干細(xì)胞的鑒定

在小鼠腸道上皮中，Lgr5+干細(xì)胞由于其循環(huán)性質(zhì)而容易受到損傷，其后代需要通過(guò)去分化來(lái)補(bǔ)充干細(xì)胞池。研究者想要探究人類結(jié)腸干細(xì)胞在內(nèi)穩(wěn)態(tài)和再生過(guò)程中的行為。他們首先對(duì)人類和小鼠結(jié)腸上皮細(xì)胞做了scRNA-seq來(lái)分析結(jié)腸上皮細(xì)胞之間的轉(zhuǎn)錄異質(zhì)性，并發(fā)現(xiàn)：在人類結(jié)腸中存在不分裂的LGR5+干細(xì)胞。隨后為了追蹤人類結(jié)腸干細(xì)胞或分化細(xì)胞的命運(yùn)，研究者通過(guò)基因組工程生成了LGR5-tdTomato、LGR5-iCT、LGR5-splitCre和KRT20-ERCreER基因敲入的人類結(jié)腸類器官，并利用p27-mvenus報(bào)告基因進(jìn)一步觀察p27+休眠細(xì)胞。然后研究者將熒光標(biāo)記的人結(jié)腸類器官原位異種移植到免疫缺陷小鼠來(lái)分析人結(jié)腸干細(xì)胞在體內(nèi)的動(dòng)態(tài)。最后研究者利用EdU脈沖追逐分析評(píng)價(jià)移植瘤細(xì)胞的細(xì)胞周期動(dòng)態(tài)。在穩(wěn)態(tài)、LGR5消融和5-FU誘導(dǎo)的黏膜損傷的背景下，分析慢循環(huán)人類干細(xì)胞或分化細(xì)胞的克隆能力。結(jié)果顯示：慢循環(huán)LGR5+p27+細(xì)胞的可視化和譜系追蹤以及原位異種移植驗(yàn)證了它們?cè)隗w內(nèi)的穩(wěn)態(tài)譜系形成能力，而5-FU誘導(dǎo)的黏膜損傷增強(qiáng)了這種能力。TGF-β信號(hào)通路調(diào)節(jié)LGR5+細(xì)胞的靜止?fàn)顟B(tài)。盡管KRT20+分化細(xì)胞具有可塑性，但在5-FU誘導(dǎo)的損傷后，它們沒(méi)有表現(xiàn)出克隆生長(zhǎng)，這表明LGR5+p27+細(xì)胞對(duì)生態(tài)位環(huán)境的占領(lǐng)阻止了鄰近分化細(xì)胞的去分化。

這項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了人類LGR5+結(jié)腸干細(xì)胞的靜止性質(zhì)及其對(duì)損傷后再生的貢獻(xiàn)。

04

孕產(chǎn)婦肥胖時(shí)會(huì)對(duì)后代產(chǎn)生影響么？這篇文章給出了答案！

超重和肥胖不僅影響一個(gè)人的體態(tài)，更是不健康的表現(xiàn)，已經(jīng)有大量研究表明二型糖尿病、心血管疾病多種癌癥都與肥胖相關(guān)。那么所謂的天生肥胖體質(zhì)是否在幼時(shí)就已經(jīng)決定了呢？

本研究Rana Gupta課題組早期單細(xì)胞研究結(jié)果就揭示了小鼠腹腔脂肪中PDGFRβ+細(xì)胞的兩種亞群，APCs具有高度脂肪細(xì)胞分化能力，而FIPs不具有分化成脂肪細(xì)胞的能力，且表達(dá)較高水平的炎癥、纖維化、抑制脂肪細(xì)胞分化的基因，APCs和FIPs的比例隨著衰老進(jìn)程逐漸降低，逆轉(zhuǎn)兩種細(xì)胞的數(shù)量變化則可以維持脂肪組織健康，從而維持機(jī)體的代謝正常。

為了解這個(gè)過(guò)程需要深入了解這兩類同源細(xì)胞的分化關(guān)系，包括分化路徑和相互轉(zhuǎn)化，該課題組首先通過(guò)解剖學(xué)發(fā)現(xiàn)性腺腹脂在公鼠出生3天后出現(xiàn)，7天后成型，因此分離兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)公鼠的WAT進(jìn)行單細(xì)胞測(cè)序，發(fā)現(xiàn)在P3時(shí)期脂肪組織未成形時(shí)PDGFRβ+的APCs和FIPs就已經(jīng)存在，此時(shí)APCs中占比隨著脂肪組織的發(fā)育占比逐漸從55%下降，而FIPs則從小于20%逐漸升高，并且P7的FIPs具備一定的脂肪細(xì)胞分化潛能，炎癥反應(yīng)比成年FIPs減弱許多，此時(shí)的FIPs還沒(méi)有“黑化”，那么早期干預(yù)PDGFRβ+細(xì)胞是否可以對(duì)成年發(fā)生的肥胖起到保護(hù)作用呢？研究者構(gòu)建了轉(zhuǎn)基因小鼠證實(shí)了這一猜想，短期誘導(dǎo)PDGFRβ+中Pparg基因的表達(dá)能夠誘導(dǎo)FIPs的脂肪分化能力，并在成年小鼠肥胖后依然能夠保留，進(jìn)而緩解脂肪組織炎癥水平、纖維化程度，改善功能紊亂和肥胖引起的胰島素抵抗等代謝綜合征。

這一研究為孕產(chǎn)婦肥胖對(duì)后代的影響以及青少年肥胖對(duì)成年的影響提供了理論模型，為肥胖和相關(guān)代謝性疾病的預(yù)防和改善提供了新的理論基礎(chǔ)。

05

人類免疫系統(tǒng)細(xì)胞表面蛋白“連線圖”

免疫系統(tǒng)是由遍布全身的、高度遷移的不同細(xì)胞組成，他們必須與身體的其他穩(wěn)態(tài)器官保持協(xié)調(diào)。免疫細(xì)胞的功能主要依賴于其分泌蛋白或表面蛋白的交互作用，并且由于其幾乎調(diào)節(jié)細(xì)胞活化的所有階段，被視為各種穩(wěn)態(tài)和病理過(guò)程的關(guān)鍵介質(zhì)，也是最具吸引力的治療靶點(diǎn)。但是細(xì)胞表面蛋白的相互作用主要依賴于互作數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)中互作信息仍然存在大量不足。

本文則利用高通量表面受體篩選方法，系統(tǒng)地繪制了跨重組文庫(kù)的直接蛋白質(zhì)相互作用圖，還開(kāi)發(fā)了一個(gè)交互式多組織單細(xì)胞圖譜，可以推斷整個(gè)身體的免疫相互作用，揭示多細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)中新相互作用和樞紐的潛在功能環(huán)境。這項(xiàng)工作創(chuàng)建的圖集網(wǎng)站如下鏈接https://www.sanger.ac.uk/tool/immune-interaction/immune-interaction，總結(jié)了不同組織免疫群體的整體細(xì)胞連接性到推斷細(xì)胞-細(xì)胞對(duì)能夠進(jìn)行特定的受體相互作用，通過(guò)這個(gè)系統(tǒng)的多器官圖譜，可以確定免疫受體相互作用是通過(guò)共享結(jié)構(gòu)進(jìn)行還是在組織之間是不同的。這項(xiàng)工作能夠給單細(xì)胞研究者提供更全面的、更特異的組織特有互作模式和共享模式。

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