56篇单细胞文献，带你快速了解单细胞领域最新动态

2022-07-18 04:30:17, 星标关注上海欧易生物医学科技有限公司

从2009年第1篇单细胞转录组测序文章横空出世，继2015年10x Genomics第1个实现商业化高通量单细胞解决方案，到2018年老牌贵族BD携RhapsodyTM单细胞捕获系统登录中国市场，单细胞研究领域已呈“白热化”之势。

到今天为止，单细胞相关研究论文发表数量近6千篇（数据来源Web of Science），几乎包含了科学研究的各个领域。

Web of Science搜索关键词“single cell sequencing”引文报告

为了帮助广大科研工作者快速了解单细胞领域最新研究动态，欧易生物推出信息推送专题服务。从2019年10月10日开始，至今已经给大家推荐了145篇单细胞领域最新发表的高分文献。

历史推荐文章汇总可见

https://mp.weixin.qq.com/s/3Ld_WD2wbI6I81p51lj7SQ

今天小编汇总了单细胞领域2020年1-3月发表的56篇重量级高分文献，供大家检索、查询。

Tips：建议大家收藏本文，在浏览器中打开

通过Ctrl+F搜索关键词（如：肿瘤、植物、空间转录组等）

可以快速定位到感兴趣的文章。

外放射状胶质样癌干细胞有助于胶质母细胞瘤的异质性

【发表期刊】Cell Stem Cell

【影响因子】 21.5

【发表时间】2020.01.02

【文献类别】肿瘤研究-胶质母细胞瘤

【文章摘要】胶质母细胞瘤是一种毁灭性的脑癌。为了确定可能阐明肿瘤侵袭驱动因素的肿瘤异质性的几个方面，研究人员创建了胶质母细胞瘤肿瘤细胞图谱，其中癌细胞的单细胞转录组学被映射到正在发育和成年的人类大脑的架构上。研究人员发现在一个肿瘤中存在多种GSC亚型。在这些GSCs中，研究人员发现了一种类似于外径向神经胶质(oRG)的侵入性细胞群，这是一种胎儿细胞类型，它扩展了正常人类皮层中的干细胞生态位。通过对原发性切除肿瘤的实时延时成像，研究人员发现肿瘤来源的组织样细胞发生了以前只在人类发育中观察到的特有的有丝分裂的体细胞移位行为，这表明了发育程序的重新激活。此外，研究人员发现PTPRZ1介导有丝分裂的体细胞移位和胶质母细胞瘤的侵袭。这些数据提示异质性GSCs的存在可能是胶质母细胞瘤快速进展和侵袭的基础。

非淋巴组织Treg细胞的前体位于次级淋巴器官，由转录因子BATF编程

【发表期刊】Immunity

【影响因子】 21.5

【发表时间】2020.01.07

【文献类别】免疫学-Treg细胞

【文章摘要】特异调节性T细胞(Treg)在非淋巴组织中积累并发挥自我调节和再生功能。非淋巴组织Treg细胞的常见前体是否存在以及它们如何分化仍是一个谜。利用转录因子核因子、白细胞介素3调节(Nfil3)报告小鼠和单细胞RNA测序(scRNA-seq)，研究人员鉴定了白细胞介素33 (IL-33)受体ST2表达的非淋巴组织Treg细胞的两个前体期，它们位于脾脏和淋巴结内。非淋巴组织Treg细胞和两个前体细胞的整体染色质谱显示，染色质可及性逐步获得，并向非淋巴组织Treg细胞表型重编程。在机制上，研究人员确定并验证了转录因子Batf是前体分子组织程序的驱动因子。了解这一组织发育计划将有助于利用组织Treg细胞的再生特性进行治疗。

病毒和致癌物驱动的头颈癌的免疫系统

【发表期刊】Immunity

【影响因子】 21.5

【发表时间】2020.01.07

【文献类别】癌症研究-头颈癌

【文章摘要】头颈鳞状细胞癌(HNSCC)是由于接触环境致癌物或人乳头瘤病毒(HPV)的恶性转化而发生的。本文中，研究人员评估了来自HPV-和HPV+HNSCC患者和健康捐赠者的外周血和瘤内免疫人群的131224个单细胞的转录谱。人乳头瘤病毒(HPV)和人乳头瘤病毒(HPV) HNSCC肿瘤内的免疫细胞表现出一定的转录特征谱，辅助性CD4+ T细胞和B细胞相对分化，CD8+ T细胞和CD4+调节性T细胞相对相似。转录结果通过多光谱免疫荧光分析和基于空间邻近性的假定细胞-细胞通信进行联合分析。这些分析确定了与CD4+ T卵泡辅助细胞相关的基因表达特征，该特征与HNSCC患者较长时间的无进展生存期相关。这些数据集和分析方法为进一步研究免疫细胞对病毒和致癌物诱发癌症的影响提供了资源。

获得一种独特的间充质前体类芽基状态是成年哺乳动物指尖再生成功的基础【发表期刊】Development Cell

【影响因子】 9.2

【发表时间】2019.12.26

【文献类别】发育生物学-指尖再生

【文章摘要】本文中，研究人员研究了再生成鼠指尖的芽基细胞的起源和性质。研究人员发现在未损伤的手指中，表达Pdgfrag的间充质细胞建立了再生胚芽，其对再生至关重要。单细胞分析显示，间充质芽基细胞与未损伤的手指和胚胎肢体或手指Pdgfral阳性细胞不同。这种独特的芽基状态是由环境决定的；真皮成纤维细胞移植到再生的手指表达芽基状态的基因，并有助于骨再生。此外，单细胞分析的谱系追踪表明，内源性成骨细胞或骨细胞获得胚芽间充质转录状态，并有助于真皮和骨的再生。因此，哺乳动物的指尖再生是通过一种独特的成体机制发生的，再生环境促进芽基状态的获得，使来自组织(如骨)的细胞有助于其他间质组织(如真皮)的再生。

用于从单细胞转录组数据进行基因调控网络推断的基准算法

【发表期刊】Nature Methods

【影响因子】 28.5

【发表时间】2020.01.06

【文献类别】算法-调控网络

【文章摘要】作者提出了一个从单细胞转录组数据来推断基因调控网络最先进算法的系统性评估。作为评估准确性的基本事实，作者使用具有可预测轨迹的合成网络、布尔模型和各种转录调控网络。作者开发了一种策略来模拟来自合成和布尔网络的单细胞转录数据，从而避免了以前使用方法的缺陷。此外，作者从多个实验单细胞RNA-seq数据集收集网络。作者开发了一个评估框架，叫做“BEELINE”。结果表明，该算法在PR曲线下的面积和早期精确度都是适中的。与布尔模型相比，该方法能更好地恢复合成网络中的相互作用。对于布尔模型，具有最佳早期精度值的算法在实验数据集上也表现良好。不需要伪时间序列细胞的技术通常更精确。基于这些结果，作者向最终用户提出建议。BEELINE将有助于基因调控网络推理算法的发展。

人类青春期睾丸发育的动态转录细胞图谱

【发表期刊】Cell Stem Cell

【影响因子】 21.5

【发表时间】2020.01.09

【文献类别】细胞图谱-睾丸

【文章摘要】人类睾丸在青春期经历了剧烈的发育和结构变化，包括体细胞的增殖和成熟，以及精子形成的开始。为了描述这一未被研究的过程，研究人员分析了来自四个青春期男孩的大约10000个睾丸细胞的单细胞转录组，并将其与婴儿和成人进行了比较。在青春期，未分化的精原细胞在配子发生之前就已经开始扩增和分化。值得注意的是，研究人员鉴定了睾丸间质和肌样细胞的共同的青春期前祖细胞，并描述了控制青春期分化的念珠菌因子。此外，发育期前的睾丸支持细胞在转化为另一个青春期的单一成熟群体之前，在代谢谱上表现出两种不同的转录状态。睾丸激素在支持细胞成熟、抗菌肽分泌和精原细胞分化中的作用通过睾丸激素抑制的转雌睾丸的单细胞分析得到进一步强调。总之，人类睾丸发育转录图谱为男性青春期发育变化和关键因素提供了多种见解。

体感神经元的转录特征

【发表期刊】Nature

【影响因子】 43.1

【发表时间】2020.01.08

【文献类别】图谱-体感神经元

【文章摘要】超过12种在形态和生理上截然不同的初级躯体感觉神经元亚型描述了人类内外环境的显著特征。目前还不清楚在发育过程中如何出现专门的基因表达机制来赋予这些亚型独特的特性。为了评估每个主要体感神经元亚型转录成熟的发育过程，研究人员制作了一个覆盖小鼠主要体感神经元谱系的细胞转录组图谱。本文中，研究人员证明了体感神经发生导致神经元处于转录非特化状态，其特征是转录因子的共同表达，随着发育的进行，这些转录因子被限制在选择亚型上。对缺乏转录因子的突变小鼠感觉神经元的单细胞转录组分析表明，这些从广泛到受限的转录因子协调了维持其表达亚型特异性基因表达机制。研究人员还发现神经元靶点也参与了这一过程；原型靶源性神经营养因子NGF的破坏导致转录因子表达异常亚型限制性模式。研究人员的发现支持了一个模型，在这个模型中，从中间和最终靶区发出的信号通过调节受亚型限制的转录因子的选择，将细胞从转录非特化状态过渡到转录独特的亚型，从而促进神经元的多样化。

单细胞重建成人衰竭和恢复期心脏揭示了潜在的细胞功能图谱

【发表期刊】Nature Cell Biology

【影响因子】 17.7

【发表时间】2020.01.08

【文献类别】细胞图谱-心脏

【文章摘要】由于心脏病的患病率和高死亡率，有必要对人类心脏进行更详细的描述；然而，这在很大程度上受到心脏组织细胞多样性和样本获取受限的阻碍。本文中，研究人员展示了21422个单细胞的转录组谱——包括心肌细胞(CMs)和非CMs (NCMs)——来自正常、失败和部分恢复(左心室辅助装置治疗)的成人心脏。房室细胞对比分析显示，房室间和房室内CM存在明显的异质性，而NCM细胞类型作为主要的细胞通讯中枢在房室间具有特异性。对细胞组成和细胞-细胞相互作用网络的系统分析表明，心肌细胞收缩力和代谢是与心功能变化相关的最突出的方面。研究人员还发现了NCMs在调节CMs行为方面的积极参与，以ACKR1+-内皮细胞为例，注射该细胞可在损伤后维持心功能。除了作为一个丰富的资源，本文的研究结果还为心脏疾病的细胞类型靶向干预提供了见解。

对构象特异性KRAS(G12C)抑制的快速非均匀适应

【发表期刊】Nature

【影响因子】 43.1

【发表时间】2020.01.08

【文献类别】癌症研究-肺癌

【文章摘要】KRAS GTP激酶在三分之一的癌症中被激活，而KRAS(G12C)是肺腺癌中最常见的激活改变之一。KRAS(G12C)抑制剂处于I期临床试验，早期数据显示近一半的肺癌患者有部分反应。癌症细胞如何绕过抑制来阻止对治疗的最大反应仍不清楚。由于KRAS(G12C)在活性构象和非活性构象之间循环，而抑制剂仅与后者结合，研究人员通过研究单细胞分辨率处理的效果来测试同基因细胞群是否以非均匀的方式反应。本文中，研究人员发现，治疗后不久，一些癌细胞被隔离在一个低KRAS活性的静止状态，而其他绕过这一影响，恢复增殖。这种快速的扩张型反应的发生是因为一些静默细胞产生新的KRAS(G12C)来响应抑制分裂素激活蛋白激酶的输出。新的KRAS(G12C)通过表皮生长因子受体和aurora激酶信号传递维持其活性和药物不敏感状态。没有这些适应性变化的细胞——或这些变化在药理学上受到抑制的细胞——对药物治疗仍然敏感，因为新的KRAS(G12C)要么不可用，要么处于非活性的药物敏感状态。KRAS癌蛋白的直接靶向是精准肿瘤学的一个长期目标。本文的研究揭示了一种灵活的非均匀适应机制，使群体中的细胞群能够快速绕过治疗的影响。如果人们要在临床中获得完整和持久的反应，就必须克服这种适应性过程。

一种整合基因表达图谱分析方法来确定肺肿瘤内皮细胞异质性和血管生成的候选方案

【发表期刊】Cancer Cell

【影响因子】 23.9

【发表时间】2020.01.13

【文献类别】癌症研究-肺肿瘤

【文章摘要】患者、物种(人/小鼠)和模型(体内/体外)之间肺肿瘤内皮细胞(TEC)表型的异质性在单细胞水平上的研究仍然很少。研究人员用单细胞RNA (scRNA)测序了来自人/小鼠(周围)肿瘤肺和人工培养的人肺的56,771个内皮细胞，并检测了17种已知的和16种以前未被识别的表型，包括推定调节免疫监视的TECs。研究人员将典型的顶端TECs分解为已知的迁移端和推定的基底膜重构破坏表型。顶端TEC信号与患者生存期相关，而顶端/反面 TECs对血管内皮生长因子阻断最敏感。只有顶端TECs在物种/模型和共享的保守标记上是一致的。通过对不同人类肿瘤的scRNA序列数据、正交多组学和Meta分析数据的综合分析，并通过功能分析验证，确定胶原修饰是一种候选的血管生成途径。

CD19 CAR-T免疫治疗患者CAR-T细胞的克隆动力学和单细胞转录谱分析

【发表期刊】Nature Communications

【影响因子】 11.9

【发表时间】2020.01.10

【文献类别】免疫学-CAR-T

【文章摘要】嵌合抗原受体(CAR) T细胞治疗在B细胞恶性肿瘤患者中产生了显著的抗肿瘤反应。然而，克隆动力学和调节CAR-T细胞输注后命运的转录机制仍然知之甚少。本文中，研究人员对接受CD19 CAR-T免疫治疗的患者进行TCRB测序、整合位点分析和单细胞RNA测序(scRNA-seq)来分析输注物(IPs)和血液中的CD8+ CAR-T细胞。TCRB测序显示，CAR-T细胞克隆多样性在IPs中最高，输注后下降。研究人员观察到克隆体显示出不同的克隆动力学模式，在注射后对CAR-T细胞池做出不同的贡献。虽然整合位点似乎不是克隆动力学的关键驱动因素，但scRNA-seq表明，输注后扩增的克隆主要来源于输注的细胞毒性和增殖基因表达更高的簇。因此，研究人员发现了与CAR-T细胞注射后行为相关的转录机制。

人和小鼠单核转录组学揭示了阿尔茨海默病中TERM2依赖和TERM2不依赖的细胞反应

【发表期刊】Nature Medicine

【影响因子】 30.6

【发表时间】2020.01.03

【文献类别】神经学-阿尔茨海默病

【文章摘要】胶质细胞与阿尔茨海默病(AD)的发病机制有关。骨髓细胞2 (TREM2)上表达的小胶质细胞受体触发受体的变异增加了AD风险，而疾病相关的小胶质细胞(DAM)的激活依赖于AD小鼠模型中的TREM2。研究人员通过单核RNA测序，研究了AD病理和TREM2在5XFAD小鼠和人类AD中的基因表达变化。研究人员证实了Trem2依赖性DAM的存在，并在小鼠中发现了一个以前未发现的Serpina3n+C4b+反应性少突胶质细胞群。有趣的是，在人类AD中明显存在明显不同的神经胶质表型。小胶质细胞的特征让人联想起IRF8驱动的反应性小胶质细胞在周围神经损伤中的作用。少突胶质细胞信号表明轴突髓鞘化和代谢对神经元变性的适应能力受损。星形胶质细胞的分布表明与神经元的代谢协调减弱。值得注意的是，小胶质细胞的反应表型在TREM2-R47H和TREM2-R62H携带者中比在非载体携带者更不明显，表明小鼠和人类AD中均需要TREM2，尽管存在明显的物种特异性差异。在阿尔茨海默病患者的累积和死后脑组织的小鼠模型中，单核RNA测序揭示了转录特征的实质性物种特异性差异，但两者都指出了神经胶质的贡献和TREM2的重要性。

多发性硬化患者血液和脑脊液白细胞的综合单细胞分析

【发表期刊】Nature Communications

【影响因子】 11.9

【发表时间】2020.01.14

【文献类别】免疫学-脑脊液

【文章摘要】脑脊液(CSF)保护中枢神经系统(CNS)，分析CSF有助于CNS疾病的诊断，但人们对CSF白细胞的认识还很肤浅。本文中，使用单细胞转录组，分析人员确定一个特定的位置相关的组成和转录组的CSF白细胞。多发性硬化(MS)——一种中枢神经系统的自身免疫性疾病——增加了血液的转录多样性，但增加了脑脊液的细胞类型多样性，包括更多的细胞毒性表型T辅助细胞。通过细胞集富集分析(CSEA)方法鉴定到一个增多的卵泡(TFH)非依赖细胞群，这可能导致多发性硬化的CSF中B细胞谱系扩张。在小鼠模型中，TFH细胞相应地促进B细胞渗透进入中枢神经系统，并加重多发性硬化的动物模型。因此，多发性硬化症的免疫机制是高度区域化的，并表明具有的局部T/B细胞相互作用现象。

整合基于微阵列的空间转录组学和单细胞RNA-seq揭示胰腺导管腺癌的组织结构

【发表期刊】Nature Biotechnology

【影响因子】 31.9

【发表时间】2020.01.13

【文献类别】算法-空间转录组

【文章摘要】单细胞RNA测序(scRNA-seq)能够系统地识别组织中的细胞群，但对其空间组织的描述仍然具有挑战性。研究人员将一种基于微阵列的空间转录组学方法与同一样本生成的scRNA-seq相结合，该方法使用一组点(每个点捕获多个相邻细胞的转录组)来揭示基因表达的空间模式。为了准确描述不同组织区域的细胞组成，研究人员引入了一种多模态交叉分析方法。将多模态交叉分析应用于原发性胰腺肿瘤，发现导管细胞、巨噬细胞、树突状细胞和癌细胞亚群存在空间限制性富集，并与其他细胞类型存在明显的共富集。此外，研究人员确定了炎症成纤维细胞和表达应激反应基因模块的癌细胞的共定位。研究人员映射scRNA-seq定义的亚群结构的方法可以用于揭示复杂组织固有的相互作用。

单细胞转录组学:植物功能基因组学的高分辨率途径

【文献类别】综述-植物

【发表期刊】Trends in Plant Science

【影响因子】 14.0

【发表时间】2020.02.01

【文章摘要】植物功能是单个细胞在不同组织中协同作用的结果。RNA-seq技术和组织处理技术的进步使人们现在能够捕获单细胞分辨率下的转录变化。单细胞RNA-seq令人难以置信的潜力在于其通过单细细胞的行为来研究和探索复杂组织调控过程的新能力。重要的是，不依赖于报告株系的方式允许分析任何植物的任何组织。虽然在处理和分析复杂数据集方面存在一些挑战，但通过在植物细胞图谱中绘制细胞功能和相互作用的图谱来生成前所未有的详细的组织功能知识并促进这些信息的应用，是一种独特的机会。

- 单细胞多组学被Nature评选为2019年度技术 -

多组学测量为获得细胞的整体视图提供了机会。由于其在揭示细胞功能、发现组学之间的关系和记录动态生物事件方面的巨大影响，Nature选择单细胞多组学作为2019年度方法。

单细胞基因组学技术的进步使多细胞生物基因调控计划的研究具有了前所未有的分辨率和规模。开发单细胞多组学工具是了解生物系统内部工作的另一个重要步骤。

单细胞组学方法提供了关于细胞表型、发育动态和在不同组织和条件下的通信网络的高分辨率数据。新兴的技术测量单个细胞的不同形态，如基因组、表观基因组、转录组和蛋白质组，以及空间分析。结合分析方法，这些数据为精确重建驱动细胞识别和功能的基因调控和信号网络开辟了新途径。本文中，作者总结了分析和整合不同模式的单细胞组学数据的计算方法，并讨论了它们的应用、挑战和未来的方向。

单细胞RNA测序(scRNA-seq)领域已经与基因组学、表观基因组学、空间组学、蛋白质组学和成像技术相结合，实现了个体细胞表型和基因型的多模态测量。单细胞多组学以其最纯粹的形式涉及同时检测同一细胞中的多个性状。更广泛地说，多组学还包括比较配对和跨多个不同细胞的测量的计算整合，以重建表型。本文中，作者强调了从多模态研究中获得的一些生物学见解，并讨论了这个新兴领域的挑战和机遇。

有了快速成熟的单细胞分析工具箱，科学家们正在把多维度基因组数据整合在一起，用以组装丰富的细胞特征和功能的图景。

小鼠视交叉上核基因表达的时空单细胞分析

【发表期刊】Nature Neuroscience

【影响因子】 21.1

【发表时间】2020.02.17

【文献类别】神经学-昼夜节律

【文章摘要】哺乳动物的昼夜节律行为是由下丘脑腹侧视交叉上核(suprachiasmatic nucleus, SCN)调节的，但SCN细胞类型的数量及其功能作用尚不清楚。研究人员使用单细胞RNA测序来识别小鼠SCN中的基本细胞类型，并对它们的昼夜节律和光诱导基因表达模式进行了表征。研究人员确定了八种主要的细胞类型，每种类型都表现出一种特定的昼夜节律基因表达模式。五个SCN神经元亚型，每一个都有特定的标记组合，它们在空间分布、昼夜节律和光响应性方面有所不同。通过在单细胞分辨率下对小鼠SCN进行完整的三维重建，研究人员得到了包含这些亚型空间分布和基因表达的标准SCN图谱。此外，研究人员还观察到不同类型的SCN神经元间昼夜节律基因的表达。这种SCN内基因调控的时空模式可能在昼夜起搏器中起重要作用。

谱系追踪的转录图谱联系分化过程中的状态与命运

【文献类别】技术方法-谱系追踪

【发表期刊】Science

【影响因子】 41.0

【发表时间】2020.02.14

【文章摘要】生物学上的一个挑战是将祖细胞之间的分子差异与它们产生成熟细胞类型的能力联系起来。本文中，研究人员使用表达的DNA条形码来追踪随时间推移的转录组，并将其应用于研究造血中的命运决定。研究人员确定了潜在命运的状态，并将它们定位在一个连续的转录环境中。研究人员确定了两条在成熟细胞上留下印记的单核细胞分化途径。对姊妹细胞的分析还发现了具有单细胞RNA测序无法检测到的固有命运偏差。最后，研究人员通过单细胞瞬时捕获动态推断的计算方法为基准，结果显示，命运选择发生的时间比用最先进的算法检测到的时间要早，而且细胞在拟时间中以精确和一致的动态稳定地前进。

一种标志性的人类自身抗体的致病进化中的淋巴瘤驱动突变

【文献类别】免疫学-自身免疫

【发表期刊】Cell

【影响因子】 36.2

【发表时间】2020.02.13

【文章摘要】致病性自身抗体在许多自身免疫性疾病中出现，但目前尚不清楚这些细胞是如何避开免疫检查点的。本文中，单细胞多组学分析显示了一种与淋巴恶性肿瘤共同的机制，在形成混合性冷球蛋白性血管炎的公开类风湿因子自身抗体的过程中。通过将单细胞DNA和RNA测序与血清抗体肽测序和抗体合成相结合，发现罕见的产生致病性自身抗体的循环B淋巴细胞是由克隆树积累突变组成的。调节B细胞增殖基因的淋巴瘤驱动突变和V(D)J突变(CARD11、TNFAIP3、CCND3、ID3、BTG2、KLHL6)在产生致病性自身抗体的非良性B细胞中存在。抗体V(D)J突变通过使抗原结合的自身抗体在较低温度下向不溶性聚集物相变而具有致病性。这些结果揭示了人类淋巴发育的前肿瘤阶段和一系列的体细胞突变导致一种标志性的致病性自身抗体。

人类胸腺发育的细胞图谱定义了T细胞全谱系的形成

【发表期刊】Science

【文献类别】发育生物学-胸腺

【影响因子】 41.0

【发表时间】2020.02.21

【文章摘要】胸腺为T细胞的分化和选择提供了一个良好的环境，这一过程是由它们与多种胸腺细胞类型的相互作用所协调的。研究人员使用单细胞RNA测序来创建人类胸腺的细胞“人口普查”，并重建T细胞分化轨迹和T细胞受体(TCR)重组动力学。使用这种方法，研究人员发现并定位到原位CD8αα+T细胞群、胸腺纤维母细胞亚型和激活状态的树突状细胞。此外，研究人员揭示了TCR重组和选择的偏差，这是由于基因组位置和细胞系定型动力学。综上所述，研究人员的数据提供了一个完整的人类胸腺图谱，为人类T细胞的发展提供了新的见解。

单细胞和空间转录组学揭示类原肠胚中的体节发生

【发表期刊】Nature

【文献类别】发育生物学-类原肠胚-空间转录组

【影响因子】 43.1

【发表时间】2020.02.19

【文章摘要】类原肠胚是胚胎干细胞的三维聚集体，具有哺乳动物植入后发育的关键特征，包括胚层结构和轴向组织。迄今为止，只有一小部分基因在类原肠胚中的表达模式已被显微研究，而在全基因组的表达模式在类原肠胚中与胚胎何种程度上相似尚不清楚。在这里，研究人员使用单细胞RNA测序和空间转录组学来比较小鼠类原肠胚和小鼠胚胎。研究人员鉴定了不同的胚胎细胞类型，这些类型以前不知道存在于类原肠胚中，并且表明，在胚胎和类原肠胚之间，体细胞发生的关键调节因子的表达是相似的。利用活体成像技术，研究人员证明了在类原肠胚中，体细胞发生时钟是活跃的，并且具有与体内类似的动力学。由于类原肠胚可以大量生长，研究人员进行了一个小的筛选，揭示了FGF信号减少如何在胚胎中诱导短尾表型。最后，研究人员证明在基质凝胶中嵌入诱导类原肠胚产生具有正确的尾-背侧模式的体块，这些体块随着时间的推移按前后方向依次出现。因此，本研究显示了类原肠胚作为一个模型系统的力量，以探索开发和体外高通量的体细胞发生。

依赖于Ascl2的细胞去分化促进肠干细胞的再生

【发表期刊】Cell Stem Cell

【文献类别】细胞生物学-肠道干细胞

【影响因子】 21.5

【发表时间】2020.02.20

【文章摘要】LGR5+肠干细胞(ISCs)的消融与ISC腔室的快速恢复有关。不同的肠隐窝群体分化产生新的ISCs，但引导这一过程的转录和信号转导途径尚不清楚，大量研究表明j静默“储备”ISCs有助于再生。通过计算LGR5+谱系追踪和致死损伤之间的时间间隔，研究人员发现ISC再生几乎完全是通过去分化来解释的，吸收和分泌祖细胞也有贡献。ISC限制转录因子ASCL2为静默ISCs提供了可衡量的竞争优势，是恢复ISC腔室的关键。再生细胞在Lgr5前重新表达Ascl2，单细胞RNA测序(scRNA-seq)分析揭示了去分化的转录通路。ASCL2的靶基因包括白细胞介素-11 (IL-11)受体Il11ra1，重组IL-11增强隐窝细胞的再生潜能。这些发现揭示了细胞去分化是ISC修复的主要手段，并强调了ASCL2调节的信号使这种适应性反应成为可能。

老化的皮肤微环境决定了干细胞的行为

【发表期刊】PNAS

【文献类别】细胞生物学-皮肤干细胞

【影响因子】 9.6

【发表时间】2020.024

【文章摘要】衰老表现为机体多个器官的结构改变和功能衰退。在哺乳动物中，老化的皮肤伴随着毛发循环的明显减少和秃斑的出现，这使得研究人员提出，毛囊干细胞(HFSCs)在老化过程中要么丢失、分化，要么改变为表皮命运。本文中，研究人员使用单细胞RNA测序来探究HFSCs中与衰老相关的变化。令人惊讶的是，尽管数量减少了，但老化的HFSCs仍然存在，并保持着它们的特性，没有表现出向表皮细胞转移的明显迹象。然而，它们确实表现出普遍的转录变化，特别是在细胞外基质基因，这是伴随着深刻的结构扰动老化SC生态位。此外，许多非上皮细胞类型发生了明显的年龄相关变化，包括常驻免疫细胞、感觉神经元和竖毛肌。这些SC生态位成分中的每一个都被证明会影响HF的再生。当研究人员进行皮肤损伤时，发现年轻的HFSCs会退出其生态位并再生出HFs。研究人员发现老化的皮肤在这方面是有缺陷的。然而，有趣的是，在体内移植实验中，在年轻的真皮支持下，老化的HFSCs再生出HFs，而年轻的HFSCs结合老化的真皮不能再生出HFs。总之，研究人员的研究结果强调了SC:生态位相互作用的重要性，并支持一个生态位微环境的年轻性在决定其SCs特性和组织健康与适应性方面起主导作用的模型。

干扰素促进免疫失调和组织炎症在tlr7诱导的狼疮

【发表期刊】PNAS

【文献类别】免疫学-红斑狼疮

【影响因子】 9.6

【发表时间】2020.02.24

【文章摘要】III型干扰素λ(IFN-λ)最近被描述为在表面屏障免疫反应的重要介质。然而，它们在自身免疫性疾病如系统性红斑狼疮(SLE)(一种以I型IFN信号异常为特征的疾病)中的作用尚未确定。本文中，研究人员确定了一个在TLR7诱导红斑狼疮模型中IFN-λ免疫失调和组织炎症的非冗余角色。IFN-λ蛋白质增加小鼠狼疮和IFN-λ受体(Ifnlr1)缺陷显著减少免疫细胞激活和相关器官损伤皮肤和肾脏没有对自身抗体生产的影响。小鼠脾脏和人类外周血的单细胞RNA测序显示，只有小鼠中性粒细胞和人类B细胞对该细胞因子直接响应。相反,IFN-λ激活角质细胞和间质细胞产生趋化因子,诱导免疫细胞的招募,促进组织炎症。这些数据为系统性红斑狼疮的免疫生物学提供了见解，并确定III型IFNs为该疾病组织特异性病理的重要因素。

外周T细胞扩张预测肿瘤浸润和临床反应

【发表期刊】Nature

【文献类别】癌症研究-T细胞

【影响因子】 43.1

【发表时间】2020.02.26

【文章摘要】尽管阻断PD1与配体PDL11相互作用的抗体在癌症治疗中取得了显著的临床成功，但其机制仍不清楚。了解T细胞在肿瘤免疫中的起源和命运的一个主要限制是缺乏关于癌症患者个体克隆型T细胞分布的定量信息。本文中，通过对不同类型癌症患者的RNA和T细胞受体进行深度单细胞测序，研究人员调查了肿瘤、正常邻近组织和外周血中不同人群的T细胞和T细胞受体的概况。研究人员发现了效应T细胞克隆型扩增的明确证据，不仅在肿瘤内，而且在正常的邻近组织内。具有这种克隆型扩增的基因特征的患者对抗PDL11治疗反应最好。值得注意的是，在肿瘤和正常邻近组织中发现的扩大的克隆型通常也能在外周血中检测到，这提示了一种方便的患者识别方法。研究人员分析自己的数据，以及一些外部数据表明肿瘤内T细胞，特别是在有反应的病人中，被新鲜的、无穷尽的瘤外细胞补充，表明这些患者的癌症免疫周期的持续活动，其加速响应可能与临床有关。

CellPhoneDB: 通过多亚基配体受体复合物的联合表达推断细胞间的通讯

【发表期刊】Nature Protocols

【文献类别】技术方法-细胞通讯

【影响因子】 11.3

【发表时间】2020.02.26

【文章摘要】配体-受体复合物介导的细胞间通讯对协调多种生物过程如发育、分化和炎症起着关键作用。为了研究不同类型细胞之间的相互作用是如何使生理过程得以进行的，研究人员开发了CellPhoneDB，这是一种新的配体、受体及其相互作用的数据库。与其他数据库相比，CellPhoneDB考虑了配体和受体的亚基结构，准确地表示了异质复合体。研究人员利用一个统计框架整合了相关资源，该框架通过单细胞转录组数据预测两种细胞类型之间的丰富细胞相互作用。本文中，研究人员概述了数据库的结构和内容，提供了从单细胞RNA测序数据推断细胞-细胞通信网络的程序，并提供了一个实用的逐步指南，以帮助实现该操作方案。CellPhoneDB v.2.0是该资源的更新版本，它整合了额外的功能，使用户能够引入新的相互作用的分子，并减少了查询大型数据集所需的时间和资源。CellPhoneDB v.2.0作为代码和用户友好的web界面公开提供;它可以被几乎没有计算基因组学经验的专家和研究人员使用。在新的操作方案中，研究人员演示了如何使用已发布的数据集评估与CellPhoneDB v.2.0之间有意义的生物交互作用。对于一个大约10gb、10,000个单元和19种单元类型、使用5个线程的数据集，此方案通常需要花费2小时来完成，包括从安装到统计分析和可视化。

热量限制改变了褐家鼠衰老的单细胞转录过程

【发表期刊】Cell

【文献类别】细胞生物学-衰老

【影响因子】 36.2

【发表时间】2020.02.26

【文章摘要】衰老导致全身组织功能下降，这可能会被热量限制(CR)延迟。然而，细胞形态和老化特征，以及CR改善的细胞形态和特征仍不清楚。在本研究中，研究人员在衰老和CR的各种大鼠组织中构建了完整的单细胞和单核转录组图谱。CR减弱了与衰老相关的细胞类型组成、基因表达和核心转录调控网络。随着年龄的增长，免疫细胞数量增加，CR对衰老干扰的免疫系统有良好的逆转作用。计算预测显示，衰老期间的异常细胞-细胞交流模式，包括过度的促炎配体-受体的相互作用，会被CR逆转。研究人员的工作提供了哺乳动物衰老和CR多组织单细胞转录图谱，提高了人们对于CR作为衰老保护干预的鲁棒性，并揭示了代谢调理作用于免疫系统可以修改老化的过程。

小鼠毛发生长和休息时皮肤的分子图谱

【发表期刊】Cell Stem Cell

【文献类别】发育生物学-皮肤

【影响因子】 21.5

【发表时间】2020.02.15

【文章摘要】皮肤内稳态是由数十种细胞类型共同引导干细胞更新、谱系承诺和分化所协调的。本文中，研究人员使用单细胞RNA测序和单分子RNA FISH来提供全层皮肤的系统分子图谱，确定基因表达谱和空间位置，确定头发生长和休息期间的56种细胞类型和状态。这些发现揭示了外根鞘(ORS)和内毛囊层如何协调头发生长。研究人员发现，ORS由两种相互混合但在转录上截然不同的细胞类型组成，它们与基质细胞类型的相互作用能力不同。内层细胞由转录不稳定的祖细胞分支而来，每个谱系的分化都经过一个中间状态。研究人员还提供了一个在线工具来探索这个全面的皮肤细胞图谱，包括上皮细胞和基质细胞，如成纤维细胞、血管细胞和免疫细胞，以促使皮肤生物学的进一步发现。

细胞类型在上皮间的保守性和差异性的综合研究

【发表期刊】CSH PERSPECT BIOL

【文献类别】细胞图谱-上皮

【影响因子】 9.1

【发表时间】2020.03.02

【文章摘要】单细胞RNA-seq (scRNA-seq)和计算分析的进展使对组织细胞组成的系统研究成为可能。结合来自发育生物学、细胞生物学和遗传学的工具，这些方法揭示了组织几何学和生理学的基本方面，包括特殊细胞类型的分布、起源和推断功能，以及细胞更新和分化的动力学。通过比较不同的组织，这些研究可以描绘出细胞类型及其谱系的共有和特化特征。本文中，研究人员比较了两个与发育相关的小鼠上皮细胞，分别为气管和小肠上皮细胞，它们都来自于胚胎内胚层肠管。研究人员研究了气管和肠道如何产生和功能化常见的原型细胞类型，以实现类似的共享生理功能。研究人员指出的案例中，相似的细胞类型被重新利用，以适应每个组织独特的生理作用，并强调组织特异性细胞，其专门化有助于每个器官的独特功能作用。研究人员讨论典型的和独特的细胞类型是如何整合在一个细胞谱系，以及如何调节这些细胞类型的比例，使组织水平的组织，以满足功能需求和保持稳态。

人类卵巢皮质的单细胞分析确定了不同的细胞群，但没有卵源干细胞

【发表期刊】Nature Communications

【文献类别】细胞图谱-卵巢

【影响因子】 11.9

【发表时间】2020.03.02

【文章摘要】人类卵巢控制着性激素的产生，并经历每月的结构变化来释放成熟的卵母细胞。卵巢的外层(皮质)在女性生育能力的定义中起着关键作用，因为它承载着卵巢储备。据推测卵巢皮质中存在假定的卵巢干细胞，这些干细胞可被DDX4抗体分离捕获。本文中，研究人员报告了来自21例高质量卵巢皮质样本的24000多个细胞的单细胞转录组和细胞表面抗原谱。研究人员的数据识别六种主要细胞类型的转录谱；卵母细胞、颗粒细胞、免疫细胞、内皮细胞、血管周细胞和基质细胞。DDX4抗体捕获的细胞是血管周围细胞，而不是卵源干细胞。研究人员的数据不支持在成人卵巢中存在生殖系干细胞，因此加强了关于卵巢储备有限的认知。

组蛋白H3K27me3去甲基化酶通过影响代谢来调节Th17细胞的发育和效应功能

【发表期刊】PNAS

【文献类别】免疫学-Th17细胞

【影响因子】 9.6

【发表时间】2020.03.02

【文章摘要】T辅助细胞(Th)是CD4+效应T细胞，在多种生理和病理情况下通过塑造炎性细胞因子环境而在免疫中发挥关键作用。利用化学-遗传学的联合方法，研究人员确定组蛋白H3K27去甲基酶KDM6A和KDM6B作为人类Th亚群的中心调控因子。KDM6抑制剂GSK-J4增加全基因组水平的异质性H3K27me3染色质标记，并且导致在Th17 RORγt分化期关键转录因子的抑制。在成熟的Th17细胞中，GSK-J4通过广泛的的代谢重编程和同时抑制IL-17细胞因子水平和减少增殖来诱导转录程序的改变。单细胞分析揭示了一个特定的转变，从高度炎症细胞亚群到一个去甲基化酶抑制的休息状态。刺激Th17细胞观察到的抗炎表型的根本原因是关键的代谢转录因子如PPRC1的表达减少。总的来说，这会导致线粒体生物合成减少，从而导致代谢转换，同时产生抗炎作用。这些数据与GSK-J4对与增殖直接相关的Th17 T细胞分化通路的影响一致，包括对效应细胞因子的调节。这表明，抑制KDM6去甲基化酶可能是一种有效的，甚至在短期内，对包括强直性脊柱炎在内的自身免疫性疾病的治疗靶点。

测序代谢标记的转录本在单细胞揭示mRNA的周转策略

【发表期刊】Science

【文献类别】测定方法-mRNA合成速率

【影响因子】 41.0

【发表时间】2020.03.06

【文章摘要】哺乳动物细胞中信使RNA水平的调节可以通过调节合成和降解速率来实现。大量的代谢RNA标记实验使用相对同质的细胞群来量化这些速率。然而，要在复杂的动态过程中确定这些速率，例如在细胞分化期间，需要单细胞分辨率。因此，研究人员开发了一种方法，同时量化代谢标记和预先存在的未标记的转录在成千上万的单个细胞。研究人员测定了在细胞周期和肠干细胞分化期间的合成和降解率，揭示了主要的调控策略。这些策略对控制基因表达的动态范围和准确性有明显的效果。这些发现促进了人们对异质群体中单个细胞如何形成其基因表达动态的理解。

单细胞分辨率下区域特异性星形细胞亚型的鉴定

【文献类别】细胞图谱-星形细胞

【研究手段】scRNA-seq、原位杂交

【技术平台】Smart-seq2

【发表期刊】Nature Communications

【影响因子】 11.9

【发表时间】2020.03.05

【文章摘要】星形胶质细胞是在整个中枢神经系统中发现的一种主要的细胞类型，在调节突触的形成和突触传递、血脑屏障的形成、调节血流以及为其他脑常驻细胞提供代谢支持等方面起作用。至关重要的是，最新出现的证据显示，在脊髓和小脑等区域具有特定的适应和星形细胞编码功能。为了研究前脑区域星形细胞分子多样性的真实程度，研究人员使用了单细胞RNA测序。研究人员的分析确定了在成年小鼠皮层和海马中的5种不同的星形胶质细胞亚型。研究人员的数据在原位验证揭示了明确的亚型的不同空间定位，反映了形态和生理上不同的星形细胞群体的分布。研究人员的发现为大脑区域之间和内部的特殊星形细胞亚型提供了证据。这些数据可以通过在线数据库(https://holt-sc.glialab.org/)获得，为探索大脑中局部星形胶质细胞的多样性和功能提供了资源。

单细胞RNA测序揭示乳腺癌转移的转录多样性和生物能量转移

【文献类别】肿瘤研究-乳腺癌

【研究手段】scRNA、流式

【技术平台】SmartSeq2

【发表期刊】Nature Cell Biology

【影响因子】 17.7

【发表时间】2020.03.06

【文章摘要】虽然转移仍然是大多数癌症相关死亡的原因，但远端组织的扩散机制尚不清楚。本文中，研究人员建立了一种可靠的方法，利用单细胞RNA测序和乳腺癌患者衍生的异种移植模型，来识别在传播期罕见转移细胞的整体转录组改变。研究人员发现原发肿瘤和微转移均表现出转录异质性，但微转移在病人衍生的异种移植模型中存在一个独特的转录机制，该机制可高度预测病人的不良生存期。通路分析显示，线粒体氧化磷酸化是微转移中上调的主要通路，而原发性肿瘤细胞中糖酵解酶水平较高，研究人员通过流式细胞术和代谢组学分析证实了这一点。氧化磷酸化的药理学抑制显著减弱了肺转移性播散，这表明了氧化磷酸化在转移中的功能重要性，并突出了其作为一个治疗靶点的潜力，以防止乳腺癌患者的转移性扩散。

单细胞转录组分析揭示了经典霍奇金淋巴瘤肿瘤微环境中疾病定义T细胞亚群

【文献类别】肿瘤研究-霍奇金淋巴瘤

【研究手段】scRNA-seq、IMC

【技术平台】10x

【发表期刊】Cancer Discovery

【影响因子】 26.4

【发表时间】2020-03

【文章摘要】霍奇金淋巴瘤的特点是具有广泛优势的肿瘤微环境(TME)，由不同类型的非癌性免疫细胞和罕见的恶性细胞组成。细胞成分及其空间关系的特征对于理解TME中的串扰和治疗靶向至关重要。研究人员对来自22个霍奇金淋巴瘤组织标本和5个反应性淋巴结的127,000多个细胞进行了单细胞RNA测序，首次以单细胞分辨率描绘了霍奇金淋巴瘤特异性免疫微环境的表型。单细胞表达谱鉴定了一个新的霍奇金淋巴瘤相关的T细胞亚群，该亚群具有显著的抑制性受体LAG3的表达，功能分析证实了LAG3+T细胞群作为免疫抑制的中介。对微环境中免疫细胞的多方面空间评估也显示，在MHC Ⅱ类缺陷肿瘤细胞的附近，LAG3+T细胞增加。研究人员的发现为TME生物学提供了新的见解，并为霍奇金淋巴瘤的免疫检查点靶向提供了新的方法。

意义:研究人员提供了经典霍奇金淋巴瘤免疫细胞在单细胞分辨率下的详细功能和空间特征。具体来说，研究人员确定了一个调控T细胞样免疫抑制子集的LAG3+T细胞有助于免疫逃逸表型。研究人员的见解有助于开发新的生物标志物和针对免疫检查点的联合治疗策略。

探讨胶质母细胞瘤异质性的多个方面

【文献类别】综述-胶质母细胞瘤

【研究手段】scRNA-seq

【发表期刊】Cell Stem Cell

【影响因子】 21.5

【发表时间】2020.03.05

【文章摘要】胶质母细胞瘤是一种因其异质性而臭名昭著的不治之症。最近在细胞(Jacob et al.， 2020)和细胞干细胞(Bhaduri et al.， 2020)方面的研究利用新的胶质母细胞瘤类器官模型和单细胞RNA测序技术来解决胶质母细胞瘤的异质性，为肿瘤生物学提供了新的工具和见解。

功能性缺氧通过脑促红细胞生成素促进神经可塑性和神经发生

【文献类别】神经科学-促红细胞生成素

【研究手段】scRNA-seq、免疫组化

【技术平台】Drop-seq

【发表期刊】Nature Communications

【影响因子】 11.9

【发表时间】2020.03.09

【文章摘要】促红细胞生成素(EPO)，因其在造血中的作用而得名，在哺乳动物的大脑中也有表达。在临床环境中，重组EPO治疗已显示出显著的认知改善，但其潜在机制仍不清楚。本文中，研究人员通过一组新的小鼠模型表明，认知挑战会诱导海马锥体神经元局部/内源性缺氧，从而增强EPO和EPO受体(EPOR)的表达。高剂量EPO给药，增强自分泌/旁分泌 EPO/EPOR信号通路，促进新的CA1神经元的出现和树突棘密度的增强。单细胞测序显示新生神经元迅速增加。重要的是，通过暴露在轻度外源性/吸气性缺氧环境下，EPO可以改善复杂的行走轮的性能。所有这些效应都依赖于Epor基因的神经元表达。这表明了一种以基本调控环形式存在的神经可塑性模型，在这个模型中，神经元网络受到认知任务的挑战，进入短暂的缺氧状态，从而触发神经元EPO/EPOR的表达。

一个针对儿童肾癌的有机类生物样本库，用于捕获疾病和组织异质性

【文献类别】数据库-儿童肾癌

【研究手段】FACS、WGS、scRNA-seq

【技术平台】Sort-seq

【发表期刊】Nature Communications

【影响因子】 11.9

【发表时间】2020.03.11

【文章摘要】肾脏肿瘤是儿童最常见的实体肿瘤之一，它由不同的亚型组成，在细胞来源、遗传学和病理学等许多方面存在差异。目前缺乏能反映疾病异质性的临床前细胞模型。本文中，研究人员描述了第一个儿科癌症类有机生物库。它包含了来自50多名患有不同亚型肾癌的儿童的肿瘤和相匹配的正常肾脏器官，包括肾母细胞瘤、恶性横纹肌样肿瘤、肾细胞癌和先天性中胚层肾肿瘤。儿科肾脏肿瘤的器官样体保留了天然肿瘤的关键特性，对揭示患者特异性药物敏感性很有用。利用单细胞RNA测序和高分辨率三维成像技术，研究人员进一步证明了来自肾母细胞瘤的有机类培养物由多种不同类型的细胞组成，包括上皮细胞、基质细胞和胚细胞样细胞。研究人员的有机类生物样本库捕获了儿科肾脏肿瘤的异质性，为基础癌症研究、药物筛选和个体化医疗提供了一个具有代表性的特征明确的模型集合。

单细胞转录组分析

【文献类别】综述-分析方法和案例

【发表期刊】Comprehensive Physiology

【影响因子】 6.2

【发表时间】2020.03.12

【文章摘要】单细胞测序使用优化后的单细胞解离方案和下一代测序技术测量来自单个细胞的序列信息。单细胞测序的最新进展已经改变了生物医学研究，为哺乳动物发育、免疫系统功能、细胞多样性和异质性以及疾病发病机制等多种生物过程提供了见解。在本文中，作者将介绍和描述用于单细胞RNA测序的流行商业平台、数据分析的一般工作流程、存储库和数据库，以及这些方法在生物医学研究中的应用。

TooManyCells识别并可视化单细胞分支的关系

【文献类别】计算方法-聚类

【发表期刊】Nature Methods

【影响因子】 28.5

【发表时间】2020.03.02

【文章摘要】识别和可视化转录相似的细胞有助于准确探索单细胞转录组学揭示的细胞多样性。然而，广泛使用的聚类和可视化算法产生固定数量的细胞类群。固定的类群“分辨率”妨碍我们识别和可视化细胞状态梯队的能力。研究人员开发了TooManyCells，这是一套基于图形的算法，用于高效、无偏倚地识别和显示细胞分支。TooManyCells引入了一个可视化模型，该模型有意地建立在与降维方法正交的概念之上。TooManyCells还配备了一种有效的无基质分裂分层光谱聚类方法，这与目前流行的单分辨率聚类方法不同。TooManyCells支持对单细胞支进行多分辨率和多方面的探索。这种范式的一个优点是，它可以立即检测罕见和常见的人群，这些人群的表现优于流行的聚类和可视化算法，这一点已在现有的单细胞转录组数据集和白血病T细胞耐药性获取的新数据建模中得到了证明。

细胞谱系特异性转录组分析用于解释原胚细胞命运特定性

【文献类别】植物-胚胎分化

【研究手段】RNA-seq

【技术平台】Smart-seq

【发表期刊】Nature Communications

【影响因子】 11.9

【发表时间】2020.03.13

【文章摘要】在拟南芥中，受精卵经历不对称的细胞分裂，形成早期原胚的头两种不同的细胞类型:顶端细胞和基底细胞。然而，引导顶端细胞和基底细胞分化发展的全基因组转录活性仍然未知。在这里，作者提出了一个全面的转录组分析的顶端和基底细胞谱系，揭示了在细胞谱系特化过程中不同的分子通路。选择性删除遗传转录本和特异性从头转录有助于建立细胞命运特异性的通路。自1细胞胚胎期以来，在顶细胞谱系中已经特异性激活了与胚胎相关的通路，但在基底细胞谱系中发现了向胚柄特异性通路的快速转录组重构。此外，长链非编码RNA和选择性剪接可能参与了细胞谱系特异化。这项工作也为阐明顶端和基底细胞在全基因组范围内分化的分子途径提供了有价值的细胞系特异性转录组资源。

利用形态细胞对纳米结构的反应来预测基因表达

【文献类别】测定方法-形态组学

【发表期刊】Nature Communications

【影响因子】 11.9

【发表时间】2020.03.13

【文章摘要】细胞以复杂的方式对环境做出反应，因此很难预测两者之间的直接关系。一个关键的问题是缺乏直接转化为生物功能的参数的信息表示。本文中，作者提出了一个平台，将细胞形态效应和由纳米结构诱导基因表达联系起来。作者通过该平台利用“形态”，一个细胞形态参数的多元数据集，建立了一个贝叶斯线性回归模型，该模型利用形态来稳健地预测纳米形貌引起的骨、软骨、肌肉和纤维基因表达的变化。此外，通过该模型，也可以从一个复杂的共培养微环境中有效地预测纳米拓扑诱导的基因表达。来自形态组的信息揭示了纳米形貌在单细胞水平上改变细胞间相互作用和成骨基因表达的先前未知的影响。细胞与物质相互作用所产生的形态与基因表达之间的预测关系为探索新的拓扑结构提供了希望。

用于血液病诊断的多路单细胞形态测定法

【文献类别】测定方法-形态组学

【发表期刊】Nature Medicine

【影响因子】 30.6

【发表时间】2020.03.11

【文章摘要】淋巴瘤和白血病的诊断要求血液病理学家将显微镜下可见的细胞形态与抗体识别的细胞表面分子表达结合起来。为了将这些融合到一个高通量、高复用、的单细胞测定方法中，研究人员通过它们潜在的、抗体可测的分子成分来量化细胞形态特征，这使得大型细胞计数仪能够像病理学家一样“看到”细胞形态。当应用于71个不同的临床样本时，单细胞形态分析揭示了每个主要细胞类型的稳健和独特的“形态”标记模式。单独来看，lamin B1突出急性白血病，lamin A/C有助于区分正常和肿瘤成熟T细胞，而VAMP-7则概括了光细胞侧散。结合机器学习，形态标记形成了正常和肿瘤细胞分布和分化的直观可视化。当重新校准髓细胞计数时，这种方法优于流式细胞术，并可与专业显微镜检查相媲美，从而避免了多年的专门训练。在独立的形态测量框架上的上下对传统表面标记物的背景分析，使得复杂的造血系统疾病的诊断更加灵敏和自动化。

小胶质细胞以IL-6依赖的方式再生促进大脑修复

【文献类别】空间转录组-大脑

【研究手段】ST

【技术平台】10x

【发表期刊】Cell

【影响因子】 36.2

【发表时间】2020.03.05

【文章摘要】认知功能障碍和反应性小胶质细胞是创伤性脑损伤(TBI)的标志，然而这些细胞是否会导致认知功能障碍和继发性炎症病理仍然知之甚少。本文中，研究人员证明了从小鼠大脑中去除小胶质细胞对TBI的结果几乎没有影响，但是通过药理学或遗传学方法诱导这些细胞的周转可以产生一种神经保护的小胶质细胞表型，这将极大地帮助恢复。这些新生小胶质细胞的有益作用严重依赖于通过可溶性IL-6受体(IL-6R)传递白介素-6 (IL-6)信号，并有力地支持成体神经发生，特别是通过增加直接支持认知功能的新生神经元的存活。研究人员的结论是，在哺乳动物的大脑中，小胶质细胞可以被控制成一种神经保护和前再生表型，可以帮助修复和减轻由脑损伤引起的认知缺陷。

用单细胞转录组学确定皮肤稳态和伤口愈合过程中表皮基底细胞的状态

【文献类别】细胞图谱-皮肤愈合

【研究手段】scRNA-seq、RNAscope

【技术平台】10x

【发表期刊】Cell Reports

【影响因子】 7.8

【发表时间】2020.03.17

【文章摘要】人们对上皮干细胞和祖细胞间室的转录异质性的了解有限。表皮基底细胞维持皮肤组织的维持并促进伤口愈合。前人的研究探讨了基底细胞在干细胞和祖细胞潜能上的异质性，但缺乏对分化过程中基底细胞动力学的全面剖析。通过单细胞RNA测序结合RNAScope和实时荧光成像技术，研究人员发现了三种非增殖状态和一种增殖状态的基底细胞，它们在稳态皮肤中代谢偏好不同，并在创面再上皮化过程中形成空间分界。拟时间轨迹和RNA速度分析预测了准线性分化的层次结构，即基底细胞从Col17a1Hi/Trp63Hi状态向早期反应状态发展，在这两种状态的交界处增殖，或在分化为棘细胞前停止生长。创面愈合诱导可塑性表现为基底-棘细胞在多种基底转录状态下的动态相互转化。本文的研究提供了表皮细胞动力学的一个系统的观点，支持一个修正的“层次-谱系”模型的内稳态。

B细胞可提高HPV相关的鳞状细胞癌的总体存活率，并可被辐射和PD-1阻断激活所影响

【文献类别】肿瘤免疫-HPV

【研究手段】scRNA-seq、VDJ

【技术平台】10x

【发表期刊】Clinical Cancer Research

【影响因子】 8.9

【发表时间】2020.03.19

【文章摘要】作者分析了来自800多名HNSCC和宫颈癌患者的肿瘤RNA测序数据，包括一个前瞻性验证队列，以研究B细胞基因表达对总体生存的影响。研究采用了一种新型的人乳头状瘤病毒HNSCC小鼠模型，研究PD-1阻断和RT对B细胞活化、分化和克隆性的影响，包括单细胞RNA测序和B细胞受体测序分析。然后，使用人蛋白芯片对接受PD-1阻断治疗的患者血清中16000多种蛋白的B细胞介导的IgG和IgM抗体进行定量。研究人员最终发现确立了B细胞在HPV相关的鳞状细胞癌患者预后和PD-1阻断反应中的关键作用，并证明需要针对B细胞进行额外的诊断和治疗。

小鼠肌肉干细胞中衰老诱导的异常状态转变动力学

【文献类别】细胞生物学-衰老

【发表期刊】Development

【影响因子】 5.8

【发表时间】2020.03.20

【文章摘要】小鼠肌肉干细胞(MuSCs)经历了从静止到活化的转变，这是再生所必需的，但其活化的轨迹和动力学是否随着年龄的增长而改变仍是未知的。本文中，研究人员使用时间间隔成像和单细胞RNA-seq来测量年轻和年老的MuSCs的激活轨迹和速率。研究人员发现在老化细胞中激活轨迹是保守的，并开发了有效的细胞年龄机器学习分类器。通过细胞行为分析和RNA速度分析，研究人员发现在衰老的MuSC中，激活动力学被延迟，这表明干细胞动力学的变化可能导致随着年龄的增长，干细胞功能受损。有趣的是，研究人员还发现，干细胞的激活似乎是一个随机的过程，经常发生逆转，而不是一个连续的线性进展。这些结果支持了一种观点，即衰老的干细胞表型是稳定细胞状态位置的差异和它们之间转化率的差异的组合。

MeCP2介导慢性疼痛的跨代传递

【文献类别】神经学-痛疼

【研究手段】scRNA-seq、体内成像、免疫沉淀

【技术平台】SMART-Seq

【发表期刊】Progress in Neurobiology

【影响因子】 10.7

【发表时间】2020.03.18

【文章摘要】疼痛症状可以跨代传播，但这些结果背后的机制仍知之甚少。本文中，研究人员确定了初级体感皮层(S1)谷氨酸神经元DNA甲基- CpG结合蛋白2 (MeCP2)在疼痛的跨代传递中的重要作用。在雌性小鼠慢性疼痛模型中，后代表现出明显的疼痛敏感性。在这些小鼠中，MeCP2在S1谷氨酸(GluS1)神经元中的表达增加，这与神经元活动的增加有关。GluS1神经元MeCP2在有疼痛的母鼠中表达下调，使子代疼痛敏化消失，而MeCP2在无疼痛的母鼠中过表达，导致子代疼痛敏化。值得注意的是，单细胞测序和染色质免疫沉淀分析显示，在子代和母体GluS1神经元中，多种基因的表达发生了变化，其中一些基因是由MeCP2调控的。这些结果共同证明了MeCP2作为一种关键的调节因子，通过对GluS1神经元不适应的作用，在疼痛的跨代传递中起着重要的作用。

IL-5Rα标记阿司匹林恶化呼吸道疾病的鼻息肉IgG4和IgE表达细胞

【文献类别】疾病研究-呼吸道

【发表期刊】J Allergy Clin Immunol

【影响因子】 14.1

【发表时间】2020.03.18

【文章摘要】阿斯匹林加重呼吸系统疾病(AERD)中鼻息肉的病因尚不清楚。抗体水平升高与鼻息肉(NPs)的疾病严重程度有关，但NPs中局部抗体产生的上游驱动因素尚未确定。研究人员试图确定来自AERD受试者的NPs中局部抗体表达细胞(AECs)的上游驱动因素和表型特征。研究人员从AERD患者、有NPs (CRSwNP)的慢性鼻窦炎患者、无NPs (CRSsNP)的CRS患者和非CRS对照组患者中获取鼻窦组织。通过ELISA和免疫组织化学方法定量检测组织抗体水平，并与疾病严重程度相关。研究人员通过单细胞RNA测序、流式细胞仪和免疫荧光描述AECs的特征，并通过IL-5刺激并进行RNA-seq和qPCR探究IL-5Rα的功能。研究人员确定了AERD中通过IL5RA和IGHG4或IGHEAECs的转录富集提升AECs，伴随IL-5Rα表面表达和功能性IL-5的信号。组织IgE和IgG4在AERD中升高，IgE水平越高，NP再生越快。研究人员的发现表明在AERD中IL-5Rα+ AECs在促进局部抗体产生和加重NPs的角色。

从成体Procr+祖细胞培养获得胰岛类器官

【文献类别】细胞发育-胰岛类器官

【研究手段】scRNA-seq、电镜

【技术平台】10x

【发表期刊】Cell

【影响因子】 36.2

【发表时间】2020.03.19

【文章摘要】体外制造功能性β细胞通常是具有挑战性的。本文中，研究人员通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)，描述了一种以前未被识别的成年小鼠胰腺蛋白C受体阳性(Procr+)细胞群。这些细胞存在于胰岛，不表达分化标记物，具有上皮-间质转化的特征。通过遗传谱系追踪，Procr+胰岛细胞克隆扩增，并在成年期产生所有四种内分泌细胞类型。分选后的Procr+细胞，占胰岛细胞总数的1%，在克隆密度下培养时可稳定地形成胰岛类器官。通过连续传代，可以在较长时间内保持指数扩增，而在培养的任何时间点都可以诱导分化。在分化胰岛器官中，β细胞占主导地位,而α、δ、PP细胞发生在较低的频率。类器官对葡萄糖有反应并分泌胰岛素。在糖尿病小鼠移植后，这些器官逆转了疾病。这些结果表明，成年小鼠胰岛含有Procr+内分泌祖细胞群。

原位空间转录组图谱揭示哺乳动物大脑皮层星状细胞层

【文献类别】空间转录组-星状细胞

【研究手段】smFISH、RNAScope

【技术平台】LaST

【发表期刊】Nature Neuroscience

【影响因子】 21.1

【发表时间】2020.03.16

【文章摘要】虽然大脑皮层被组织成六个兴奋性神经元层，但胶质细胞是否有明显的分层尚不清楚。在本研究中，研究人员开发了一个高通量的流程，大面积空间转录组(LaST)图谱，可以在原位定量单细胞基因表达。研究人员在小鼠皮层中筛选了46个星状细胞多样性的候选基因，在不同于神经元的梯度层模式中识别了浅层、中层和深层星状细胞。星状细胞层特征建立于出生后早期皮层，主要存在于成年小鼠和人类皮层。单细胞RNA测序和空间重建分析进一步证实了成体皮层中存在星形细胞层。Satb2和Reeler突变改变了神经元有丝分裂后的发育，足以改变神经胶质的分层，这表明了神经信号的指导作用。最后，星形细胞层模式在小鼠皮层区域间分化。这些发现表明兴奋性神经元和星形胶质细胞被组织成与谱系相关的不同层状结构。

在单细胞水平上构建人类细胞蓝图

【文献类别】细胞图谱-人类

【研究手段】scRNA-seq

【技术平台】Microwell-seq

【发表期刊】Nature

【影响因子】 43.1

【发表时间】2020.03.25

【文章摘要】单细胞分析是研究复杂系统中细胞异质性的重要工具。然而，一个完整的单细胞图谱还没有被用于人类。研究人员使用单细胞mRNA测序来确定所有主要人体器官的细胞类型组成，并构建了一个人类细胞图谱(HCL)方案。研究人员揭示了许多组织的单细胞层次结构，但这些组织的特征还不清楚。研究人员建立了一个“单细胞HCL分析”流程，帮助定义人类细胞身份。最后，研究人员对人类和小鼠的图谱进行了单细胞比较分析，以揭示保守的遗传网络。研究人员发现，干细胞和祖细胞表现出很强的转录随机性，而分化的细胞则更加明显。本文的研究为人类生物学提供了宝贵的资源。

人类来源于iPSC的成熟小胶质细胞保留自身特性，并在嵌合的小鼠大脑中进行功能整合

【文献类别】细胞生物学-小胶质细胞

【研究手段】scRNA-seq

【技术平台】10x

【发表期刊】Nature Communications

【影响因子】 11.9

【发表时间】2020.03.27

【文章摘要】小胶质细胞是大脑中的巨噬细胞，在神经发育和神经变性中具有高度动态变化功能。与小鼠小胶质细胞相比，人类小胶质细胞具有独特的特征，但大家对人类小胶质细胞功能的认识在很大程度上受到自身稳态状态下无法获得小胶质细胞的限制。本文中，研究人员通过将人类多能干细胞(hPSC)来源的原始巨噬细胞祖细胞移植到新生小鼠大脑中，建立了基于人类多能干细胞(hPSC)的小胶质嵌合小鼠大脑模型。小胶质细胞嵌合小鼠大脑的单细胞RNA测序显示，移植自hPSC的小胶质细胞在很大程度上保留了人类小胶质细胞的特征，因为它们表现出与人类生理小胶质细胞一致的特征基因表达模式，并再现了成人小胶质细胞的异质性。重要的是，移植的hPSC衍生的小胶质细胞对铜蛋白引起的脱髓鞘有动态反应，并且小胶质细胞中神经疾病风险基因的表达存在物种特异性转录组差异。该模型将作为研究人类小胶质细胞在大脑发育和退化中的作用的工具。

CD8+ T细胞可塑性调节2型糖尿病血管再生

【文献类别】再生生物学-糖尿病

【研究手段】scRNA-seq、免疫共聚焦

【技术平台】10x

【发表期刊】Theranostics

【影响因子】 8.1

【发表时间】2020.03.04

【文章摘要】大血管疾病如冠状动脉疾病和外周动脉疾病(PAD)是糖尿病患者死亡的主要原因。糖尿病患者和正常血糖患者PAD发病机制不同;而后者往往得到更多的研究关注。然而，在正常血糖的动物模型中，包括促血管生成因子在内的介质已被证明能够促进缺血后血运重建，但在糖尿病患者中却未能得到相同的效果。了解糖尿病和正常血糖的病理差异需要进一步的研究。研究人员观察到2型糖尿病(T2D)患者和小鼠的缺血组织中CD8+ T细胞明显多于正常血糖患者。然而，CD8 T细胞在糖尿病血管并发症发病机制中的作用研究较少。研究人员使用非溶性抗CD8抗体在小鼠模型中进行功能丧失研究，该抗体可阻止CD8+ T细胞组织浸润到损伤组织中。研究人员还对CD8+ T细胞进行了全基因组、单细胞RNA测序，以揭示其在糖尿病血管疾病发病机制中的作用。研究结果表明，CD8+ T细胞可塑性调节血管再生;并对针对与肥胖和糖尿病相关的血管疾病的免疫治疗的潜在发展提供临床相关的见解。

beta细胞特异性CD8+ T细胞在1型糖尿病中维持干细胞记忆相关的表观遗传机制

【文献类别】免疫病理-糖尿病

【研究手段】scATAC-seq、基因组甲基化

【技术平台】10x

【发表期刊】Nature Immunology

【影响因子】 23.5

【发表时间】2020.03.30

【文章摘要】尽管需要应对持续的抗原，1型糖尿病(T1D)的beta细胞特异性CD8+ T细胞池维持着自身潜能。为了研究这些细胞的长寿性，研究人员建立了一个以DNA甲基化为基础的T细胞“多能性指数”，发现beta细胞特异性CD8+ T细胞保留了干细胞样的表观遗传多能性评分。单细胞转座酶可及性染色质测序分析证实，在单个细胞特异性CD8+ T细胞中存在初识和效应相关的表观遗传机制。评估细胞特异性CD8+ T细胞的解剖学分布和建立与干细胞相关的表观遗传机制显示，从小鼠淋巴组织分离的自反应性CD8+ T细胞相对于从胰腺分离的相同细胞保留了发育可塑性表型和表观遗传特征。总的来说，这些数据为细胞特异性CD8+ T细胞反应的寿命提供了新的见解，并记录了使用这种基于甲基化的多能性指数来研究人类和小鼠CD8+ T细胞的分化。

单细胞RNA测序在心血管疾病、疾病和医学中的应用

【文献类别】综述-心血管

【发表期刊】Nature Reviews Cardiology

【影响因子】17.4

【发表时间】2020.03.30

【文章摘要】过去10年，单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术的进步对生物医学研究产生了革命性的影响，使单细胞转录组分析达到了前所未有的分辨率和数据量。特别地，scRNA-seq促进了新细胞或罕见细胞类型的识别，单细胞轨迹构建和干细胞或祖细胞分化的分析，以及在单细胞分辨率下健康组织和疾病相关组织的比较。哺乳动物心脏和血管细胞图谱的产生，以及心血管发育和干细胞或祖细胞分化的机制的阐明，在过去的十年中，这些应用在心血管研究的进展中起到了至关重要的作用。在这篇综述中，作者总结了目前可用的scRNA-seq技术和分析工具，并讨论了使用scRNA-seq的最新发现，这些发现极大地提高了人们对心血管系统发展和心血管疾病潜在机制的认识。此外，作者研究了整合多模态单细胞平台的新兴策略，重点关注未来在心血管精密医学中的应用，即使用单细胞组学方法来表征细胞对药物或环境刺激的特异性反应，并开发有效的患者特异性治疗方法。

如您对分享的文章感兴趣

申请加入欧易-单细胞测序交流QQ群

（群号：551203013）

单细胞文献速递的相关文章均可进群下载

根据序号下载相应文章