8月，单细胞测序又发表了这些高分文章！！

本期我们回顾下8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2021/08/01—2021/08/31在Title/Abstract中出现single cell或single nucleus的文章，总数为711篇，按照影响因子篇数如下：

Review：93篇

IF≥20：74篇

10<IF<20：145篇

摘要：巴雷特食管（Barrett''s esophagus）是一种常见的化生性疾病，增加了食道腺癌的风险，其细胞起源不明。为了解决这个问题，本研究从健康和患病的供体中获取横跨胃食管交界处的组织，包括分离食管粘膜下腺体。单细胞转录组分析、甲基化的电子谱系追踪、开放染色质和体细胞突变分析以及类器官模型的功能研究表明，巴雷特食管起源于贲门，通过c-MYC和hnf4a驱动的转录程序。此外，研究数据表明，食管腺癌很可能起源于未分化的巴雷特食管细胞类型，这意味着巴雷特筛查是控制食管癌的重要方法。

摘要：在衰老和疾病过程中，骨骼完整性的丧失与成骨细胞和破骨细胞相反作用的不平衡有关。本研究的结果表明，小鼠骨骼肌干细胞（SSCs）的内在老化改变了骨髓生态位中的信号，并扭曲了骨骼和血液谱系的分化，导致脆弱的骨骼无法再生。在功能上，老化SSCs的骨和软骨形成潜力降低，但产生更多的基质谱系，表达高水平的促炎和促吸收细胞因子。单细胞RNA测序研究将功能丧失与老年小鼠SSCs转录组多样性的减少联系起来，从而有助于了解骨髓生态位的转化。在老年小鼠中，通过异时共生或年轻造血干细胞的全身重建并暴露于年轻循环，并不能逆转衰老SSCs的骨软骨生成活性下降趋势，或改善骨量及骨骼愈合参数。相反，衰老的SSCs系通过造血干细胞和祖细胞促进了破骨细胞活性和骨髓扭曲，表明SSCs的衰老是造血衰老的驱动因素。老年小鼠的骨再生缺陷只有通过局部应用BMP2和CSF1拮抗剂的组合治疗才能恢复到年轻的水平，从而重新激活衰老的SSCs，同时消融炎症、促进破骨细胞环境。该项研究为骨骼衰老的复杂、多因素机制提供了新的见解，并为使老化的骨骼系统恢复活力提供了前景。

摘要：细胞异质性和结构对白色脂肪组织（WAT）功能的影响尚不清楚。在本研究中，将空间转录组学与单细胞RNA测序、图像分析相结合，来绘制人类WAT的组成和结构。该研究确定了18种细胞类别，它们具有形成空间组织的同型和异型簇的独特倾向。其中三种构成了成熟的脂肪细胞，它们的大小相似，但在空间排列和转录谱上不同。基于标记基因，将其命名为Adipo^LEP、Adipo^PLIN和Adipo^SAA。在独立的数据集中，研究者证实了他们各自的基因谱与脂肪细胞和全身胰岛素敏感性存在不同的关联。高胰岛素-正糖钳夹的体内胰岛素刺激显示只有AdipoPLIN对胰岛素有转录反应，证实了先前的观察。总之，该研究确定了人类WAT由三种成熟脂肪细胞组成，其中只有一种是胰岛素应答的，胰岛素抵抗或许是由于脂肪细胞中特定亚型的变化所致。

摘要：高血压影响着世界上三分之一的人口，导致心脏功能不全，而心脏功能不全是由常驻和招募的免疫细胞调节的。心肌细胞的生长和心肌质量的增加对抵抗高血压压力至关重要;然而，免疫细胞是否参与了这种代偿性的心脏保护过程尚不清楚。在正常血压的动物中，自我更新的心脏常驻巨噬细胞（RM）的单细胞转录组学显示了转录多样化的细胞状态，具有修复性基因程序的核心特征，包括胰岛素样生长因子1（Igf1）的高表达。高血压促使一些心肌RM状态的选择性原位增殖和转录激活，与心肌细胞生长增加直接相关。在高血压期间，RM的诱导性敲除或选择性地删除RM衍生的Igf1阻止了心肌细胞的适应性生长，心脏质量未能增加，从而导致心脏功能紊乱。单细胞转录组学确定了人类心肌病中保守的表达IGF1的巨噬细胞亚群。因此，研究人员确定了RM产生的IGF-1在心脏适应高血压方面的绝对需求。

摘要：周围神经损伤可导致慢性神经病理性疼痛，了解神经损伤引起的转录变化可以为神经病理性疼痛的复杂发病机制提供基本的见解。目前已对神经性疼痛的背根神经节（DRG）基因表达谱进行了研究。然而，对周围神经损伤后单个DRG神经元的转录组变化知之甚少。本研究对神经损伤 （SNI） 后分离的小鼠 DRG 细胞进行了单细胞 RNA 测序。除了在生理条件下发现的DRG神经元类型外，还发现了三种SNI诱导的神经元簇（SNICs），其特征是Atf3/Gfra3/Gal（SNIC1）、Atf3/Mrgprd（SNIC2）和Atf3/S100b/Gal（SNIC3）的表达。这些SNICs分别起源于Cldn9/Gal、Mrgprd和Trappc3l DRG神经元。有趣的是，神经损伤后2天，SNIC2通过增加Gal和降低Mrgprd表达而转变为SNIC1。通过推断神经损伤后的基因调控网络，研究者们发现SNICS中激活的转录因子Atf3和Egr1可增强Gal表达，而SNIC2中激活的Cpeb1可在SNI后2天内抑制Mrgprd表达。此外，还挖掘了神经病理性疼痛发展过程中的转录组学变化，以确定潜在的镇痛靶点，发现心肌营养素样细胞因子1激活脊髓背角星形胶质细胞，在SNIC1神经元中上调，并参与SNI诱导的机械性超敏反应。因此，该研究为理解神经病理性疼痛发展过程中神经元类型变化的动态过程及其潜在的分子机制提供了一个新的视角。

目的：肝细胞癌（HCC）是一种典型的炎症相关肿瘤。组织驻留固有淋巴细胞（ILC）已被建议用于控制肿瘤监测。本研究旨在探索局部细胞因子环境如何控制HCC中的ILC。

设计：对来自48例HCC患者的非肿瘤肝、边缘和肿瘤核心的富集ILC进行了RNA测序、流式细胞分选和单细胞RNA测序。在单细胞水平上同时测量蛋白质和RNA表达（AbSeq）确定了ILC亚群的精确特征。ILCs的体外培养用于验证生物信息学分析的结果。对来自大肝癌队列的RNA测序数据的分析允许基于转录组特征的分层和生存分析。

结果：肿瘤、非肿瘤和边缘的RNA测序确定了肿瘤依赖性梯度，这与生存率低和ILC可塑性控制有关。HCC肝脏ILC的单细胞RNA测序和流式细胞术鉴定出非肿瘤组织中的自然杀伤（NK）细胞，当它们转化为肿瘤ILC1和NK样ILC3细胞时，失去其细胞毒性特征。肿瘤ILC成分由细胞因子梯度介导，该梯度将ILC可塑性导向激活的肿瘤ILC2s。这是肝脏特异性的，在外周血单个核细胞的ILC中未发现。高ILC2/ILC1比率的患者在肿瘤中表达白细胞介素-33，促进ILC2的生成，这与更好的生存率相关。

结论：结果表明肿瘤细胞因子环境控制ILC的组成和HCC的预后，细胞因子的特异性变化通过诱导可塑性和改变ILC功能来改变肿瘤中ILC的组成。

背景与目的：以信使RNA （mRNA）为基础的治疗方法正在迅速发展到临床，并有巨大的潜力使全世界数百万人受益。需通过mRNA传递暂时恢复蛋白质损伤的靶向性治疗是一个有吸引力的方面，但仍然缺乏探索。本项研究首次检测了mRNA传递在导致每年数百万人死亡的肝纤维化和肝硬化中的治疗作用，旨在证明人类转录因子肝细胞核因子α（HNF4A）编码mRNA在慢性损伤导致纤维化和肝硬化的小鼠肝脏中的治疗效果。

方法：通过体外转染HNF4A mRNA研究肝细胞功能的恢复，并通过肝细胞靶向可降解脂质纳米粒（LNP）包覆HNF4A mRNA，分析多种小鼠模型中肝纤维化和肝硬化的衰减。为了确定潜在的机制，进行了基于微阵列的基因表达谱分析、单细胞RNA测序和染色质免疫沉淀，并使用原代肝细胞和人肝芽进行额外的功能验证。

结果：HNF4A编码mRNA的表达导致体外纤维化原代小鼠和人肝细胞代谢活性的恢复。在四种独立的肝毒素和胆汁淤积诱导的肝纤维化小鼠模型中，反复体内递送HNF4A mRNA包裹的LNP诱导强烈的纤维生成抑制。在机制上，研究人员发现对氧磷酶1是HNF4A的直接靶点，它通过调节肝巨噬细胞和肝星状细胞促进HNF4A介导的肝纤维化减轻。

结论：该研究为HNF4A mRNA疗法在肝纤维化治疗中的适用性提供了第一个直接的临床前证据。

摘要：器官的发育是由细胞和时间特定的基因调控网络协调的。在本研究中，研究人员调查了小鼠小脑发育从早期神经发生到成年的调节基础。通过获取跨越11个阶段的约90000个细胞的snATAC-seq图谱（转座酶可访问染色质单核分析），绘制了小脑细胞类型，并确定了候选的顺式调节元件（CRE）。发现祖细胞之间存在广泛的时空异质性，在分化过程中，小脑神经元的调控程序逐渐分化。与脊椎动物基因组和从袋类负鼠提取的约20000个小脑细胞的snATAC-seq谱进行比较发现，在发育和分化过程中，CRE保守性共同降低，细胞类型之间的约束也存在差异。该工作描述了小脑细胞中基因调控的发育和进化动力学，并为哺乳动物器官发育提供了见解。

摘要：在病毒感染后，表达特定种系编码受体的自然杀伤（NK）细胞以一种适应性的方式被选择、扩展和维持。目前，这些被认为是沿着共同的途径进行区分的。然而，通过单个NK细胞在小鼠巨细胞病毒（MCMV）感染上的命运定位，研究人员确定了两种不同的NK细胞谱系，它们有助于适应性样应答。一个相当于常规NK（cNK）细胞，而另一个在转录上类似于1型固有淋巴细胞（ILC1s）。ILC1样NK细胞在脾脏驻留并产生强大的细胞因子，但在激活受体Ly49H的引导下，也能识别和杀死MCMV感染的细胞。此外，在MCMV感染早期，它们诱导常规1型树突状细胞聚集并促进抗原特异性T细胞启动，这依赖于Ly49H和NK细胞转录因子Batf3的内在表达。因此，ILC1样NK细胞连接先天性和适应性病毒识别，并统一了cNK细胞和ILC1s的关键特征。

摘要：由于在人类胚胎中研究具有难度，人类早期胚胎发育的细胞动力学和命运决定在很大程度上仍然是未知的。本研究中，研究人员探索了334个单细胞克隆的全基因组，以及从7个最近死亡的成人供体不同解剖位置获得的379个大块组织的定向深层序列。使用体细胞突变作为内在的条形码，研究人员重建了早期细胞的系统发育，证明：（1）内源性突变率在第一次细胞分裂时较高，但在以后的每个细胞分裂中下降到大约一个；（2）早期细胞对胚胎本身的贡献普遍不平等，这是由早期细胞瓶颈随机地将外胚层细胞放置在胚胎内造成的；（3）身体左右两侧组织、不同胚层、特定解剖部位和器官之间不同程度的早期克隆失衡；（4）出现了一些祖细胞，这些细胞将对血液和肝脏中的成体细胞库做出重大贡献；（5）受精卵中存在线粒体DNA异质性。该研究为正常体细胞中与年龄相关的突变过程和性染色体的丢失提供了见解。总之，本研究为完成人类胚胎发生中细胞系统发育的研究奠定了基础。

摘要：肝转移是导致结直肠癌死亡的主要原因，表现出高度异质性和抑制性的免疫微环境。本研究使用单细胞RNA测序和空间转录组学对97个匹配样本进行测序。值得注意的是，转移性微环境经历了免疫抑制细胞如MRC1+，CCL18+，M2样巨噬细胞的显著空间重编程。研究人员进一步开发了一种量化单细胞代谢的计算管道scMetabolism，并观察到这些巨噬细胞具有增强的代谢活性。有趣的是，新辅助化疗可以阻断这种状态，并在反应性患者中恢复抗肿瘤免疫平衡，而非反应性患者则恶化为更具抑制性的状态。我们的工作描述了转移的免疫进化，并揭示了肿瘤对新辅助化疗的反应。

摘要：脂肪调节性T（T）细胞亚群及其表型的系统特征仍然不常见。使用单细胞ATAC测序、配对单细胞RNA和T细胞受体（TCR）测序来定位小鼠脂肪T细胞，研究人员鉴定了具有不同克隆扩增模式的CD73ST2和CD73ST2亚群。TCR共享数据分析表明CD73ST2和CD73ST2子集之间存在状态转换。在机制上，发现胰岛素信号通过HIF-1α-Med23 PPAR-γ轴发生，从而驱动CD73ST2转化为CD73ST2脂肪T细胞亚群。缺乏胰岛素受体、HIF-1α或Med23的T细胞降低了PPAR-γ的表达，从而促进CD73ST2脂肪T细胞的积累和生理腺苷的产生，从而激活米色脂肪的生物生成。因此，该研究揭示了脂肪T细胞的发育轨迹及其对胰岛素信号的依赖性，对理解老年人和肥胖人群中脂肪T细胞亚群的动态变化具有重要意义。