时空月速览 2022年7月单细胞+时空组学文章速览来源：bob官方网站 发布时间：2026-01-24 21:58:23
针对单细胞、空间组在生命科学领域的应用，检索PubMed数据库（2022年7月1日-31日），7月共追踪到205篇文章（包括article、review，IF＞5），按照八大范畴分类梳理的研究文章构成见下表，并按影响因子排名和参考广谱性遴选了30篇进行概要解读，供各位参考了解。
内容概要：综述了选择性剪切和聚腺苷酸化（alternative cleavage and polyadenylation，APA）的动态、细粒度调控机制，包括RNA/DNA顺式调控元件，以及调控转录、mRNA前剪切和转录后的因子，并进一步讨论了scRNA-seq和CRISPR-Cas技术的发展及其在3’UTRs定位和功能表征的应用。最后，讨论了基于APA的RNA治疗方法，包括在癌症中靶向APA的化合物和退行性疾病的治疗性基因组编辑。
内容概要：微生物培养和元组学分析技术（meta-omic profiling technologies）极大地促进了对人类微生物组的分类和功能变异，以及其对宿主影响的理解。该综述讨论了单细胞技术是如何为人类微生物群的生物学和行为提供独特见解的，强调了人类微生物组研究的具体挑战（复杂菌落中细胞壁结构的多样性、mRNA丰度低、mRNA稳定性差等），需要克服这些挑战以促进该领域的单细胞技术发展。
内容概要：首先概述了单细胞转录组学研究的数据生成和整合过程，然后，基于人类的单细胞基因表达数据，讨论了上皮细胞、成纤维细胞、血管细胞和免疫细胞的跨组织/器官研究中获得的关键生物学见解，并将其与在小鼠中报道的机制进行了对比。4.重塑全身肿瘤免疫环境和肿瘤免疫微环境，以提高实体瘤的免疫治疗效果
内容概要：回顾单细胞和空间转录组学对肿瘤免疫微环境（tumor immune microenvironment，TIME）、全身系统性肿瘤免疫环境（systemic tumor immune environment，STIE）及其相互作用的研究进展。首先描述了与TIME、STIE相关的临床（前）研究（重点综述肺癌、肝细胞癌和鼻咽癌），以及它们影响总生存期的机制和意义；然后，评价了STIE、TIME及其相互作用的重要性，以及局部放疗或/和全身免疫治疗后的变化，以揭示治疗反应的异质性以及治疗效果的动态变化。
内容概要：心血管疾病是最常见的死亡病因。对心脏内稳态、功能障碍和药物反应准确建模是心脏研究的核心。该研究创建了一种高效分离、原代培养和低温保存成人原代心肌细胞（human primary cardiomyocytes，hPCMs）的方法。与传统方法相比，该方法得到的细胞活力增加了2.74倍，同时伴有更好的细胞形态、最小干扰的基因表达、完整的电生理学和正常的神经激素信号传导；能够至少维持7d最佳的细胞活力、形态和线粒体呼吸；冷冻保存、经过冻融循环后，hPCMs结构、分子和功能仍均完整。此方法发掘了hPCMs作为心血管研究、药物发现和安全药理学的细胞模型的潜力。
6. 长散在核元件（LINE-1, L1）诱发代谢重编程进而促进肿瘤形成、加快癌症进展
内容概要：开发了一种利用scRNA数据推断发育潜力（developmental potential, DP）的方法FitDevo (。首先，从scRNA数据生成样本特异性基因权重（sample-specific gene weight，SSGW），然后，通过计算SSGW与基因表达之间的相关性（Pearson Correlation Coefficient, PCC）来推断DP。SSGW使用广义线性模型生成，整合了样本特定信息和从训练数据集学习的基因权重（GW）。使用来自28个现有数据集的scRNA-seq数据的测试数据集验证了FitDevo的有效性，并证明了其优于现有方法（CCAT、CytoTRACE）。此外，通过表皮的反褶积分析，心脏、肠道的空间转录组数据分析，以及乳腺癌的DP分析，验证了FitDevo的良好性能。
8.云端应用程序scCloudMine：用于单细胞转录组数据的可视化、比较和探索
内容概要：scCloudMine不需要现场、高功率计算服务器、安装或有关专业知识和费用。用户在预处理后上传自己的或公开可用的scRNA-seq数据集，即可进行云端分析，并在通过浏览器可视化结果和浏览。可以在两种颜色模式簇中查看数据，表示细胞身份和值，显示表达水平，能够正常的使用关键字或基因识别号查询数据。scCloudMine提供了一个基于网络的、用户友好的图形界面，使其便于非生物信息学植物科学家进行使用，其可以在获取安装。
9.PlantPhoneDB: 可用于推断细胞-细胞通讯的人工校对的植物配体-受体对数据库
内容概要：开发了一个泛植物配体-受体对数据库和web交互界面PlantPhoneDB（），包括为手动整理的、大量高置信度配体-受体对数据，并提供plant.MAP、Interactome v2.0、IntAct、BioGRID、Text-mining from literature、STRING、 Orthologs resources等七块资源，处理后的数据集和结果可以被搜索、浏览和下载。可应用于scRNA-seq数据集，推断各细胞类型间的通信功能，预测参与植物信号通路的配体-受体对调控的下游靶基因。并开发和提供一个R包“PlantPhoneDB”，运用四种可选的评分方法来计算配体-受体相互作用的评分。此外，PlantPhoneDB应用于GSE121619数据集，成功地推断了拟南芥中热休克根细胞的显著的细胞-细胞相互作用。
内容概要：针对妊娠早期和中期（覆盖性别决定和性腺分化）6~21孕周胚胎，女33和男22，取性腺和性腺邻近组织，依次采用scRNA-seq、scATAC-seq和snRNA-seq/snATAC-seq，分别得到347,709、96,174、40,742个细胞，结合空间转录组和荧光显微镜，生成了妊娠早期和中期人类性腺的全面图谱；同时完成了性别决定阶段（E，embryonic days；E10.5、E11.5、E12.5）的小鼠相应组织的单细胞转录组图谱（63,929个细胞）。整合构建了一个全面的人和小鼠性腺分化的时空图谱。
内容概要：开发了一种基于组合杂交的单细胞转录组测序方法——CH-RNA-seq，应用CH-RNA-seq对墨西哥蝾螈（Ambystoma mexicanum）新生成虫、变形成虫和幼虫期的19个组织的100多万个细胞做多元化的分析，构建了首个基于组织的、蝾螈单细胞转录组图谱，揭示了不同组织中非免疫实质细胞的异质性，并绘制了其调节网络；此外，还描述了新生轴肢体发育过程中的动态基因表达模式。蝾螈单细胞数据集获取网址：。
内容概要：RORγt是一种谱系特异性转录因子，由胃肠道中富集的免疫细胞表达，可促进免疫、炎症和组织内稳态。采用scRNA-seq对健康小鼠大肠中所有表达RORγt的免疫细胞做多元化的分析，鉴定了表达转录因子ZBTB46（树突状细胞特异性表达）的第3组先天样淋巴细胞亚群（group 3 innate lymphoid cells，ILC3s），并确定了ZBTB46在抑制ILC3s促炎特性方面的功能，以及ZBTB46+ILC3s在调控肠道健康方面的非冗余作用。
内容概要：基于scRNA-seq和时空分析（RNAscope），研究斑马鱼心脏再生过程中细胞活化状态的多样性，观察了心脏损伤后出现的几种具有成纤维细胞特征的短暂细胞状态，并描述了表达胶原蛋白-12的成纤维细胞（collagen-12-expressing fibroblasts）的促再生功能。通过高通量谱系追踪，发现激活的成纤维细胞源自心外膜和心内膜，并确定了Wnt信号为心内膜成纤维细胞应答的调节因子。
内容概要：胰腺和肝脏起源于一个共同的祖细胞库。该研究采取一种多因素方法，整合人类多能干细胞转导分化、基因组规模CRISPR-Cas9筛选、单细胞分析、基因组学和蛋白质组学，发现HHEX（被广泛认为是肝脏发育的关键调控因子）在诱导胰腺前体细胞分化中很有重要的作用，不但可以促进胰腺前体细胞分化，而且在此过程中能抑制内胚层细胞往其他临近器官组织（肝脏和十二指肠）的分化。
15. EGF诱导的滋养外胚层谱系细胞与胚泡期的人类胚胎细胞的转录组相似
内容概要：从人扩展多能干细胞（extended pluripotent stem cell，EPSCs）中分化出滋养外胚层（trophectoderm，TE）样细胞，进行RNA-seq分析，并与来自多种人多能干细胞（hPSCs）和胚胎的TE样细胞作比较，发现在转录组水平上，来自人EPSCs的TE样细胞与来自人胚胎的TE细胞相似，而来自原代hPSCs的TE样细胞，由于原始态特异性基因（naive-specific genes）的不完全沉默和印迹的缺失，表现出异质性的基因表达模式和信号通路。通过小分子化合物的选择，添加表皮生长因子（epidermal growth factor，EGF）对人EPSC诱导的TE样细胞来优化，发现加入EGF可增强TE谱系分化和人囊胚细胞重建，且优化后的囊胚可作为模拟早期胚胎发育的囊胚模型。
内容概要：对成年小鼠骨髓样本，使用多光谱成像流式细胞术（multispectral imaging flow cytometry）、体外island重建和梯度沉降富集幼红细胞岛（erythroblastic island，EBI）组成细胞，并进行scRNA-seq，确认EBIs中存在的CD11b+是与骨髓EBI巨噬细胞特异性相关的中性粒细胞前体，表明（骨髓）幼红细胞岛是终末期粒细胞和红细胞生成的位点。
内容概要：snATAC-Seq分析E12.5胚胎小鼠前脑的4个不同神经源性区域，共获得39,253个单核细胞（10,310个来自MGE，8,543个来自CGE，11,346个来自LGE，9,054个来自皮质），聚类得到24种神经元细胞簇，绘制了胚胎小鼠大脑神经节隆起（ganglionic eminence，GEs）和背端脑内、从神经元祖细胞向谱系限制神经元过渡过程中细胞的染色质可及性图谱。
内容概要：缰核（habenula，Hb）由不同的神经元亚型组成，在各种动机和病理行为中起着关键作用。根据详细的三维解剖数据，对关键发育阶段的小鼠Hb神经元scRNA-seq，揭示了胚胎（E11、E12、E13、E15、E18）和出生后（P4、P7）不同神经元亚型的发育轨迹。研究了候选发育基因家族的表达模式，鉴定了一个新的Cartpt+Hb神经元亚型，并将发育中的Hb神经元簇与精神疾病的遗传变异风险联系起来。
内容概要：22例未经治疗的黑色素瘤脑转移（mMelanoma brain metastasis，MBM）和10例颅外黑色素瘤转移（extracranial melanoma metastases，ECM）进行sc/snRNA-seq，得到114,455个单细胞转录组（STAR方法），7,575个匹配的T细胞克隆型；并使用SlideSeqV2对16个匹配的样本做空间转录组研究，构建了一个未经治疗的MBM和ECMs的多组学单细胞图谱，对该图谱做综合分析，结合临床前模型和其他患者数据的验证，确定了MBM生态系统中丰富的基因组、适应性和肿瘤微环境等特征。
内容概要：阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）病理学的一个关键标志是，tau蛋白以神经原纤维缠结（neurofibrillary tangles）形式在脑皮层的大规模网络状聚集。该研究使用2个独立的认知正常老年队列（HABS a和ADNI），通过图论算法对跨越衰老大脑皮层区域的基础tau-pet网络中tau病理的体内聚集进行表征，并证明了其作为预测临床前AD中tau蛋白纵向积聚的潜力，然后将tau蛋白的大规模网络信息与Allen人脑图谱（AHBA）高分辨率转录组数据集相结合，描述与tau蛋白在脑回路中传播相关的神经遗传脆弱性梯度。发现了577个基因特异性地促进tau蛋白的空间传播，其中APOE和谷氨酸能突触基因（如SLC1A2）发挥着核心作用。
内容概要：单剂量（10 mg/kg）和生理盐水对照治疗处理2 d的小鼠腹侧海马（ventral hippocampus，vHipp）脑组织，进行scRNA-seq，发现与的持续抗抑郁作用相关的细胞类型特异性的转录特征，并鉴定到作用的重要下游调控因子——vHipp谷氨酸能神经元中的Kcnq2。
内容概要：首次将空间转录组应用于C57BL/6J小鼠胸椎（T10）脊髓组织（32张切片），表征了脊髓损伤后、脊髓瘢痕形成过程中的全组织基因表达模式，系统地描述了瘢痕形成的空间原型和细胞异质性，证实了已有关于瘢痕结构的概念，并为中枢神经系统损伤的治疗提供了宝贵的资源。
23. 胰腺癌的单核和空间转录组分析确定了与新辅助治疗相关的多细胞动力学
内容概要：利用snRNA-seq（224,988个核）和全转录组数字空间分析（digital spatial profiling，DSP）对保存长达5年的43例（18例未经治疗，25例接受专业的治疗）原发性的胰腺导管腺癌（pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC）肿瘤标本，构建了组成PDAC的单细胞分子图谱，发现了恶性细胞和成纤维细胞的复发表达程序，包括一个新发现的神经样祖细胞恶性细胞程序，该程序在化疗和放疗后富集，并在独立队列中与不良预后相关。整合空间和细胞特征，揭示了3个不同的有着非常明显的恶性、间质和免疫特征的多细胞群落（Community 1、2、3）。
24. 正常乳腺导管中的keratin 15+管腔祖细胞表现出基底样乳腺癌的转录组特征
内容概要：利用从乳腺缩小整形术（reduction mammoplasties）中收集的原代正常乳腺类器官，从导管和末端导管小叶单位（terminal duct lobularunits，TDLUs）中分离Trop2+/CD271-管腔上皮细胞，进行scRNA-seq分析（20,286个细胞，~1,300个基因/cell），并将其与乳腺癌亚型作比较，确认keratin 15+基底样乳腺癌起源于导管祖细胞，强调了细胞谱系和导管小叶簇（ductal-lobular tree）内细胞位置的重要性。
内容概要：CD4+ T细胞激活后不久，分化为BCL6+卵泡辅助细胞（Tfh）和BCL6-效应细胞（Teff）T细胞。该研究利用小鼠慢性淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒（lymphocytic choriomeningitis virus，LCMV）感染模型，探讨了在慢性抗原刺激期间如何维持这些细胞亚群。通过scATAC-seq和表观基因组分析，确定了一组具有记忆样特征的PD-1+ TCF-1+ CD4+ T细胞；TCR克隆追踪和过继转移实验表明，这些细胞具有自我更新能力，并分化产生Teff和Tfh 细胞，从而起到祖细胞的作用。条件删除实验显示，这些祖细胞发育依赖BCL6表达，且对于维持抗原特异性CD4+ T细胞对慢性感染的应答至关重要。
26. 用于疾病机制和药物筛选的人类常染色体显性遗传多囊肾病的可扩展类器官模型
内容概要：多能干细胞衍生的类器官可作为研究发育和疾病的模型。该研究开发、表征并验证了一种简单且易于扩展、成本有效的肾脏类器官平台，它能产生数千个类似的类器官，每个类器官由1~2个肾元样结构组成；并用于常染色体显性多囊肾病（autosomal dominant polycystic kidney disease）建模，并在PKD1和PKD2突变体模型中，鉴别了阻断囊肿形成和抑制后期生长的化合物。该平台将促进肾脏疾病建模和高通量药物筛选。
内容概要：分离出3名勃起正常男性和5名器质性勃起功能障碍（erectile dysfunction，ED）患者（2例糖尿病勃起功能障碍患者和3例非糖尿病勃起功能障碍患者）的海绵体（corpora cavernosa，CC）细胞，经scRNA-seq分析，得到64,993个人类CC单细胞转录组，确定了7个主要的CC细胞簇：内皮细胞（endothelial cells，ECs）、成纤维细胞（fibroblasts，FBs）、周皮细胞（pericytes，PCs）、巨噬细胞（macrophages，MACs）、平滑肌细胞（smooth muscle cell，SMCs）、Schwann细胞（Schwann cells，SWCs）和T细胞，构建了人海绵体的单细胞转录组图谱，提供了对人体海绵体微环境的深入了解，并为潜在的ED治疗提供了参考。
28. 双酚类似物通过诱导肠道细胞的异质性反应导致脂质和碳水化合物代谢异常
内容概要：斑马鱼自胚胎期起连续暴露于0.5 μg/L（环境相关浓度）的双酚类似物[双酚A（bisphenol A，BPA）、双酚F（BPF）和双酚AF（BPAF）]中60 d，发现肝脂肪变性和胰岛素抵抗，scRNA-seq分析斑马鱼肠道中细胞亚群的异质反应，揭示了3种双酚类似物可通过诱导肠道细胞异质性变化导致斑马鱼脂质和碳水化合物代谢异常，并分析了介导这种效应的分子和细胞机制。
29. Bloom综合征患者的单细胞转录谱将BLM缺乏与改变的凝聚素复合物表达特征联系起来
内容概要：采用scRNA-seq，分析2个年龄匹配的野生型对照和3个Bloom综合征（Bloom syndrome）患者的成纤维细胞系，得到653个细胞，每个细胞的平均值读取数为190,586 ~244,819 reads，分析了3个BS纤维母细胞细胞系（GM02,520、GM02,932和GM02,548）的基因表达谱，定义了特定解除调控的基因表达水平，和特定通路[范可尼贫血通路（Fanconi anemia pathway）]改变，并强调了单细胞转录组在阐明BS的分子发病机制方面的能力。
内容概要：成功地在花生应用华大自主的空间增强分辨率组学技术Stereo-seq，从花生根、下胚轴、茎和peg（花生特有结构，具有茎状形态和解剖结构，但像根一样有着非常明显的向重性）中，依次鉴定出35,970、47,304、47,096和44,825个基因，四者比较分析，揭示了peg复杂的细胞类型特异性和空间基因表达特征。