10x Genomics單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組2020年2月文章集錦

發(fā)稿時間：2020-04-07來源：天昊生物

 

2020年2月份10x Genomics平臺單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組文章共計48篇（數(shù)據(jù)來源于10x官網(wǎng)），我們精選其中10篇文章總結(jié)了研究內(nèi)容供大家閱讀，文末匯總了其它文章的相關(guān)信息。

（一）

Science文章報道人類胸腺發(fā)育細(xì)胞圖譜定義了T細(xì)胞的形成特征

胸腺為T細(xì)胞的分化和選擇提供了一個良好的環(huán)境，這一過程是由它們與多種胸腺細(xì)胞類型的相互作用所協(xié)調(diào)的。本項研究使用單細(xì)胞RNA測序來構(gòu)建人類胸腺整個生命周期的細(xì)胞圖譜，并重建T細(xì)胞分化軌跡和T細(xì)胞受體(TCR)重組動力學(xué)。利用這種方法，識別并定位了原位CD8αα+ T細(xì)胞群、胸腺成纖維細(xì)胞亞型和激活的樹突狀細(xì)胞狀態(tài)。此外，研究揭示了TCR重組和選擇的偏差，這是由于基因組定位和譜系承諾的動力學(xué)。綜上所述，這些數(shù)據(jù)提供了一個完整的人類胸腺整個生命周期的圖譜，為人類T細(xì)胞的發(fā)育提供了新的見解。

（二）

   

細(xì)菌感染膿毒癥的免疫細(xì)胞特征

對細(xì)菌感染的免疫反應(yīng)失調(diào)可導(dǎo)致膿毒癥，這是一種死亡率很高的疾病。多項全血基因表達研究已經(jīng)確定了與膿毒癥相關(guān)的分子特征，但尚未解決特定細(xì)胞類型的轉(zhuǎn)錄狀態(tài)的變化。本研究使用單細(xì)胞RNA測序來分析3個臨床組中29例膿毒癥患者及36例相應(yīng)對照的血液。研究分析了所有受試者的外周血單個核細(xì)胞(PBMCs, 106,545個細(xì)胞)和樹突狀細(xì)胞(19,806個細(xì)胞)，并根據(jù)它們的基因表達特征聚類，定義了16種免疫細(xì)胞狀態(tài)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)了一種獨特的CD14+單核細(xì)胞狀態(tài)，這種狀態(tài)在膿毒癥患者中得到了擴展，并通過使用不同疾病病因和不同地理位置的受試者(18組，n = 1,467名受試者)的公共轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)驗證了CD14+單核細(xì)胞狀態(tài)在將這些個體與對照組進行區(qū)分方面的能力。研究確定了一組用于分離和定量單核細(xì)胞狀態(tài)的表面標(biāo)記，并對其表觀基因組和功能表型進行了表征，并提出了一個從人類骨髓誘導(dǎo)單核細(xì)胞狀態(tài)的模型。這項研究證明了單細(xì)胞基因組學(xué)在發(fā)現(xiàn)疾病相關(guān)的細(xì)胞學(xué)特征方面的實用價值，并為深入了解細(xì)菌膿毒癥免疫失調(diào)的細(xì)胞基礎(chǔ)提供了思路。

（三）

 

廣泛的免疫激活是健康個體對疫苗應(yīng)答和狼瘡患者疾病活動共享設(shè)定值特征的基礎(chǔ)

不同個體對疫苗接種和疾病的反應(yīng)差異很大，這可能部分是由于基線免疫變異造成的。識別這些免疫反應(yīng)的基線預(yù)測因子及其生物學(xué)基礎(chǔ)具有廣泛的意義，因為它們對癌癥免疫治療、疾病預(yù)后、疫苗接種和感染反應(yīng)具有潛在的重要性。這項研究發(fā)現(xiàn)基線血液轉(zhuǎn)錄組特征能夠預(yù)測抗體對流感和黃熱病疫苗接種的健康受試者的反應(yīng)。在臨床平靜期評估的這些相同的特征與系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者伴有漿母細(xì)胞flares的疾病活動相關(guān)。對82個表面蛋白和53,201個來自健康的高、低流感疫苗應(yīng)答者的單細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組進行CITE-seq分析表明，這一特征反映了漿細(xì)胞樣樹突狀細(xì)胞I型IFN T/B淋巴細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)的激活程度。這項發(fā)現(xiàn)提出了這樣的前景，即調(diào)節(jié)這種免疫基線狀態(tài)可能提高疫苗的反應(yīng)性，并減輕不良的自身免

疫性疾病活動。

（四）

 

 

小鼠內(nèi)皮細(xì)胞單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組圖譜

內(nèi)皮細(xì)胞(ECs)在組織間的異質(zhì)性尚未完全被發(fā)現(xiàn)。這項研究構(gòu)建了一個來自11種小鼠組織的超過32,000個單個EC轉(zhuǎn)錄組的圖譜，并確定了78個EC亞群，包括健康組織中的Aqp7+腸毛細(xì)血管和血管生成ECs。來自大腦/睪丸、肝臟/脾臟、小腸/結(jié)腸和骨骼肌/心臟的ECs成對表達部分重疊的標(biāo)記基因。動脈、靜脈和淋巴管的ECs在更多的組織中共享更多的標(biāo)記物，而毛細(xì)血管ECs異質(zhì)性更高。來自不同血管床(動脈、毛細(xì)血管、靜脈、淋巴管)的ECs在不同組織間表現(xiàn)出轉(zhuǎn)錄組相似性，但組織(而非血管)類型導(dǎo)致了EC異質(zhì)性。代謝轉(zhuǎn)錄組分析顯示類似的ECs的組織分組現(xiàn)象，組織間和單個組織內(nèi)的血管床之間的ECs中的異質(zhì)性代謝基因特征以組織類型依賴的模式存在。EC 圖譜的分類支持在公共scRNA-seq數(shù)據(jù)集中識別EC子集群，并提供了強大的發(fā)現(xiàn)工具和資源價值。

本研究的EC圖譜數(shù)據(jù)庫鏈接https://www.vibcancer.be/software-tools/ec-atlas

 

 

（五）

 

單細(xì)胞分析成人嗅覺神經(jīng)發(fā)生和分化

活躍的神經(jīng)源性生態(tài)位（niches）在成人身上的存在是有爭議的。該研究將注意力集中在人類嗅覺神經(jīng)上皮細(xì)胞上，這是一個向大腦嗅球提供信息的顱外部位。利用單細(xì)胞RNA測序分析28,726個細(xì)胞，確定了神經(jīng)干細(xì)胞和神經(jīng)祖細(xì)胞群及神經(jīng)元。此外，研究結(jié)果還詳細(xì)描述了140個嗅覺受體的表達。這些來自嗅覺神經(jīng)上皮生態(tài)位的數(shù)據(jù)為證明人類的神經(jīng)元生產(chǎn)可能會持續(xù)數(shù)十年提供了證據(jù)。

 

 

（六）

 

時空單細(xì)胞分析小鼠視交叉上核基因表達

哺乳動物的晝夜節(jié)律行為是由下丘腦腹側(cè)視交叉上核(SCN)調(diào)節(jié)的，但SCN細(xì)胞類型的數(shù)量及其功能作用尚不清楚。該研究使用單細(xì)胞RNA測序來識別小鼠SCN中的基本細(xì)胞類型，并對它們的晝夜節(jié)律和光誘導(dǎo)基因表達模式進行了表征。結(jié)果確定了八種主要的細(xì)胞類型，每種類型都表現(xiàn)出一種特定的晝夜節(jié)律基因表達模式。五個SCN神經(jīng)元亞型，每一個都有特定的標(biāo)記組合，它們在空間分布、晝夜節(jié)律和光響應(yīng)性方面有所不同。通過在單細(xì)胞分辨率下對小鼠SCN進行完整的三維重建，得到了包含這些亞型空間分布和基因表達的標(biāo)準(zhǔn)SCN圖譜。此外，研究還觀察到不同類型的SCN神經(jīng)元間晝夜節(jié)律基因表達的異質(zhì)性。這種SCN內(nèi)基因調(diào)控的時空模式可能在晝夜起搏器中起重要作用。

 

（七）

 

單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析比較人類胎兒視網(wǎng)膜、hPSC誘導(dǎo)的視網(wǎng)膜類器官及長期視網(wǎng)膜培養(yǎng)細(xì)胞

為了研究人類視網(wǎng)膜的發(fā)育，研究人員在胎兒的關(guān)鍵階段使用單細(xì)胞RNA測序(RNA-seq)，并跟蹤主要細(xì)胞類型的發(fā)育和過渡細(xì)胞的群體。并且分析了干細(xì)胞(hPSC)來源的視網(wǎng)膜類器官；雖然在相當(dāng)于胎兒視網(wǎng)膜的年齡時，類器官的細(xì)胞組成非常相似，但在特定細(xì)胞類型的基因表達上存在一些差異。此外，與胎兒視網(wǎng)膜相比，在更高級的類器官階段，視網(wǎng)膜內(nèi)層膜被破壞。為了確定內(nèi)視網(wǎng)膜的組織紊亂是否由培養(yǎng)條件引起，研究分析了維持在類似條件下胎兒視網(wǎng)膜發(fā)育的情況。這些視網(wǎng)膜微球發(fā)育至少6個月，顯示出比視網(wǎng)膜類器官更好的視網(wǎng)膜內(nèi)分層。單細(xì)胞RNA測序比較胎兒視網(wǎng)膜、視網(wǎng)膜類器官和視網(wǎng)膜微球，為開發(fā)更好的視網(wǎng)膜疾病體外模型提供了資源。

 

 

（八）

 

單細(xì)胞分辨率下體外和體內(nèi)條件下人呼吸道發(fā)育

芽尖祖細(xì)胞產(chǎn)生所有的鼠肺上皮細(xì)胞系，并已在發(fā)育中的人類肺中被描述；然而，控制人類芽尖向特定譜系分化的機制尚不清楚。該研究使用同質(zhì)的人芽尖類器官培養(yǎng)，并確定SMAD信號是芽尖-氣道過渡的關(guān)鍵調(diào)控因子。SMAD誘導(dǎo)導(dǎo)致了具有功能基底細(xì)胞的氣道樣類器官的分化，這些細(xì)胞具有克隆擴增和多向分化的能力。為了以體外來源的類器官中作為基準(zhǔn)，研究人員開發(fā)了一個生長11.5至21周的人肺的單細(xì)胞mRNA測序圖譜，該圖譜顯示了體外來源的氣道與體內(nèi)氣道之間的高度相似性。總之，這項工作闡明了人類氣道的體外分化，并提供了一個單細(xì)胞圖譜的發(fā)育中的人類肺。

 

 

（九）

 

2019-nCoV ACE2受體在口腔黏膜上皮細(xì)胞中呈現(xiàn)高表達

據(jù)報道，ACE2是2019-nCoV的主要宿主細(xì)胞受體，在病毒進入細(xì)胞引起最終感染的過程中起著至關(guān)重要的作用。為了研究2019-nCov感染口腔粘膜的潛在途徑，收集了TCGA和FANTOM5 CAGE兩個公共數(shù)據(jù)庫的bulk RNA-seq數(shù)據(jù)。分析13種TCGA癌旁正常組織器官類型和14種FANTOM5 CAGE正常組織器官類型的RNA-seq數(shù)據(jù)，探討和驗證ACE2在口腔粘膜的表達。此外，使用來自內(nèi)部獨立數(shù)據(jù)的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組來識別和確認(rèn)口腔中表達ACE2的細(xì)胞組成和比例。結(jié)果表明，ACE2表達于口腔粘膜。有趣的是，這種受體在舌頭的上皮細(xì)胞中高度富集。初步闡明了口腔是2019-nCoV感染易感性潛在高危區(qū)這一基本機制，為今后在牙科臨床實踐和日常生活中預(yù)防策略提供了依據(jù)。

 

 

（十）

 

單細(xì)胞RNA-seq顯示鼻咽癌腫瘤和浸潤免疫細(xì)胞的圖譜

鼻咽癌是我國南方及東南亞地區(qū)最常見的惡性腫瘤之一，其特點是淋巴細(xì)胞浸潤密集，預(yù)后差。單細(xì)胞測序的出現(xiàn)是解決腫瘤異質(zhì)性的有力工具，并在腫瘤微環(huán)境(TME)中描繪了腫瘤細(xì)胞與鄰近基質(zhì)細(xì)胞和免疫細(xì)胞之間的復(fù)雜交流。本研究利用單細(xì)胞RNA-seq分析了來自三個鼻咽癌腫瘤組織的腫瘤細(xì)胞和浸潤免疫細(xì)胞。在該研究中，惡性細(xì)胞在個體患者中表現(xiàn)出腫瘤內(nèi)和腫瘤間的異質(zhì)性。免疫細(xì)胞分析揭示了鼻咽癌腫瘤中不同免疫細(xì)胞的異質(zhì)性組成和T細(xì)胞的不同功能狀態(tài)。此外，結(jié)合從免疫細(xì)胞全長單細(xì)胞測序數(shù)據(jù)重建T細(xì)胞受體(TCR)序列，結(jié)果確定了不同的T細(xì)胞克隆類型和在單個腫瘤中的擴增分布。總之，這項研究首先揭示了鼻咽癌腫瘤和浸潤性免疫細(xì)胞的圖譜。這些結(jié)果對周圍微環(huán)境中免疫細(xì)胞清除腫瘤的機制提供了更深入的認(rèn)識，有助于改進鼻咽癌的靶向和免疫治療。

 

往期相關(guān)鏈接：

10x Genomics單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組2020年1月文章集錦；10x Genomics單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序在植物幼苗細(xì)胞研究中的最新進展；
【昊閱讀】單細(xì)胞研究基金撰寫實在沒靈感？看看美國受資助的單細(xì)胞研究項目有哪些；
乳腺癌單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組文章匯總（一）；
肝癌單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組文章匯總；
【昊閱讀】10X Genomics單細(xì)胞測序揭示動脈粥樣硬化疾病中的保護機制；
2019年5月份10x平臺單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組應(yīng)用集錦（IF>10）；
Genome Biology：單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組揭示基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的可塑性；
10x Genomics單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序在動物腦組織研究中的應(yīng)用