单细胞7月份文献汇总

标题：Single-cell analysis of cardiogenesis reveals basis for organ-level developmental defects.

发表期刊：Nature.

影响因子：43.07

PMID：31341279

发表时间：2019 Jul 24

摘要：器官发生涉及多种细胞类型的整合。细胞类型特异性基因网络的失调会导致出生缺陷，影响5％的活产。先天性心脏缺陷是最常见的畸形，由不同的心脏祖细胞亚群受到破坏引起。但至今为止，导致器官水平缺陷的个体祖细胞的转录变化仍然未知。

在这里，作者使用单细胞RNA测序来分析早期心脏祖细胞，因为它们在正常和异常心脏发生过程中发生转化，可以揭示特定细胞群体的调控失调是如何导致灾难性后果的。用一种基于网络的单细胞RNA测序分析计算方法预测谱系转化的转录因子。尽管在缺乏Hand2的小鼠右心室中无法形成，但是这种方法鉴定出Hand2是流出道细胞（outflow tract cell）而非右心室细胞的一种特化因子。对缺乏Hand2的胚胎进行时间单细胞转录组分析揭示流出道心肌特化失败，然而，右心室心肌发生特化却不能正确地分化和迁移。Hand2的丧失还导致视黄酸信号转导失调和心脏祖细胞的前-后模式破坏。

这项研究揭示出指导个体心脏祖细胞的命运和分化的转录决定因子，阐明了单细胞分辨率下心脏发育受到破坏的机制，为研究先天性心脏缺陷提供了一种框架。

标题：RNA sequencing: the teenage years.

发表期刊：Nat Rev Genet.

影响因子：43.07

PMID：31341269

发表时间：2019 Jul 24

摘要：在过去的十年中，RNA测序（RNA-seq）已成为差异基因表达和mRNA差异剪接的转录组范围分析不可或缺的工具。然而，随着下一代测序技术的发展，RNA-seq也在不断发展。目前，RNA-seq方法可用于研究RNA生物学的许多不同方面，包括单细胞基因表达，翻译和RNA结构（结构域）。还有一些正在探索、令人兴奋的新领域，例如空间转录组学（空间组学）。结合新的长读长（long-read）和direct RNA-seq技术以及更好的数据分析计算工具，RNA-seq技术的创新有助于更全面地理解RNA生物学，从何时何地转录发生到控制RNA功能的折叠和分子间相互作用等问题。

标题：Neuronal vulnerability and multilineage diversity in multiple sclerosis.

发表期刊：Nature.

影响因子：43.07

PMID：31316211

发表时间：2019 Jul 17

摘要：多发性硬化症(MS)是一种神经炎症性疾病，早期有复发-缓解期，皮质灰质与皮质下白质有明显的病变特征，慢性期有神经退行性病变。作者使用单核RNA测序来评估MS病变中多个细胞谱系的表达变化，并通过多重原位杂交验证结果。

作者发现表达兴奋性CUX 2的投射神经元在脑膜炎症的上皮层有选择性的易损性和丢失，这些MS神经元表现出应激通路基因和长链非编码RNA的上调。应激少突胶质细胞、反应性星形胶质细胞和活化小胶质细胞的特征最强烈地定位于MS斑块的边缘。值得注意的是，经功能性小鼠和人类培养测定证实，单核RNA测序通过其摄取和核周导入髓核转录物来鉴定吞噬小胶质细胞和/或巨噬细胞。研究结果表明谱系和区域特异性转录改变与选择性皮层神经元损伤和胶质细胞激活有关，有助于MS病变的进展。

标题：A human liver cell atlas reveals heterogeneity and epithelial progenitors.

发表期刊：Nature.

影响因子：43.07

PMID：31292543

发表时间：2019 Jul 10

摘要：人类肝脏是一种重要的多功能器官。近年来，肝病的发病率正在上升,但可供选择的有效治疗方案仍十分有限，这背后的原因之一是我们对肝脏的细胞组成仍然知之甚少。作者对来自9个人类捐赠者的正常肝脏组织内约10,000个单细胞进行了RNA测序,并构建了人类肝细胞图谱。作者的分析首次揭示了未知的内皮细胞、Kupffer细胞和肝细胞的亚型，并对其中一些群体进行了转录区划分。作者证实了EPCAM+ 种群是异质的。EPCAM+ 种群包括肝细胞偏置种群、胆囊素种群以及具有强大双能性肝脏类器官转化潜力的TROP2int 祖细胞群体。作者通过单细胞RNA测序技术成功地构建出人肝脏中细胞群体的详细图谱，有助于在正常和患病的肝脏中发现未知的细胞类型。

标题：scSLAM-seq reveals core features of transcription dynamics in single cells.

发表期刊：Nature.

影响因子：43.07

PMID：31292545

发表时间：2019 Jul 10

摘要：单细胞RNA测序(scRNA-seq)突出了细胞间异质性在健康和疾病中表型变异中的重要性。然而，目前的scRNA-seq方法仅仅提供了基因表达的快照，传达了关于转录的真实时间动态和随机性的少量信息。scRNA-seq分析还有一个关键限制：每个单个细胞的RNA谱只能分析一次。

本文结合代谢RNA标签、生化核苷酸转化和单细胞测序开发出了scSLAM-seq（single-cell, thiol-(SH)-linked alkylation of RNA for metabolic labelling sequencing），可区分每个细胞中的新老RNA，从而记录单细胞中数千个基因的转录活性。作者使用scsLAM-seq来研究单个小鼠成纤维细胞感染溶血性巨细胞病毒的情况。从旧RNA中推导出的细胞周期状态和感染剂量使基于新RNA剂量反应分析成为可能。因此scSLAM-seq既能在单细胞水平上可视化，也能解释转录活性的差异。此外，它还描述了宿主基因表达的“开关”转换和转录爆发动力学，具有与启动子的内在特征(TBP-TATA-box相互作用和DNA甲基化)相关的广泛基因特异性差异。因此，基因特异性而非细胞特异性解释了单个细胞之间转录组的异质性以及对扰动的转录反应。

标题：Single-cell analysis reveals T cell infiltration in old neurogenic niches.

发表期刊：Nature.

影响因子：43.07

PMID：31270459

发表时间：2019 Jul 03

摘要：哺乳动物的大脑包含神经源性小生境（neurogenic niches），其包括神经干细胞和其他类型的细胞。随着年龄的增长，神经源性小生境的功能减弱，但它们在衰老过程中如何变化仍不清楚。

作者对小鼠的年轻和年老神经源性小生境进行了单细胞RNA测序。对14,685个单细胞转录组的分析显示，活化的神经干细胞数量减少，内皮细胞和小胶质细胞发生变化，同时老年神经源性小生境中T细胞浸润。老年大脑中的T细胞是无性扩增的，且通常与老年血液中的T细胞不同。这表明它们可能遇见了特定的抗原。老年大脑中的T细胞也表达γ干扰素，同时具有很高干扰素反应的神经干细胞子集显示出减少的体内增殖。作者发现T细胞可以通过分泌γ干扰素来抑制神经干细胞在共培养和体内的增殖。

本研究揭示了老年大脑中T细胞和神经干细胞之间的相互作用，为抵消年龄相关的脑功能衰退开辟了潜在的途径。

标题：Neutrophils Driving Unconventional T Cells Mediate Resistance against Murine Sarcomas and Selected Human Tumors.

发表期刊：Cell.

影响因子：36.216

PMID：31257026

发表时间：2019 Jul 11

摘要：中性粒细胞是肿瘤微环境的组成部分，主要与癌症的进展有关。通过以过继转移为辅助的遗传方法，作者发现中性粒细胞对于抵抗原发性3-甲基胆甾烯诱发的癌变是必不可少的。中性粒细胞是激活γ干扰素依赖免疫抵抗途径的关键，同时伴随着CD4-CD8-（UTCαβ）细胞亚群的极化。

大量细胞测序和单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析揭示了与中性粒细胞依赖的抗肿瘤免疫相关的UTCαβ细胞亚群的天然特征及多样性。在选定的人类肿瘤中，包括未分化的多形性肉瘤，CSF3R的表达（中性粒细胞的特征和中性粒细胞浸润标志）与1型免疫应答相关。因此，中性粒细胞驱动UTCαβ细胞亚群极化和1型免疫应答是抵抗小鼠肉瘤和选定人类肿瘤的必要条件。

标题：An Integrative Model of Cellular States, Plasticity, and Genetics for Glioblastoma.

发表期刊：Cell

影响因子：36.216

PMID：31327527

发表时间：2019 Jul 9

摘要：胶质母细胞瘤是一种无法治愈且知之甚少的肿瘤，它由不同的遗传、表观遗传和发育程序驱动，但其精确特性仍然具有挑战性。在此，作者采用了包括28个肿瘤的单细胞RNA测序、401个肿瘤基因组图谱(TCGA)标本的大量遗传和表达分析、功能方法和单细胞谱系追踪的整合方法获得了胶质母细胞瘤细胞状态和遗传多样性的统一模型。

作者发现胶质母细胞瘤中的恶性细胞以四种主要的细胞状态存在，这些细胞状态概括了不同的神经细胞类型，受肿瘤微环境的影响，并表现出可塑性。胶质母细胞瘤不同状态下细胞的相对频率不同，受CDK 4、EGFR和PDGFRA基因拷贝数扩增和NF1位点突变的影响。作者整合了胶质母细胞瘤恶性细胞程序，其可塑性以及其通过遗传驱动因素的调节，为胶质母细胞瘤研究提供了一个模型。

标题：Epigenomics and Single-cell Sequencing Define a Developmental Hierarchy in Langerhans Cell Histiocytosis.

发表期刊：Cancer Discov.

影响因子：26.37

PMID：31345789

发表时间：2019 Jul 25

摘要：朗格汉斯细胞组织细胞增生症(Langerhans cell histiocytosis, LCH)是一种主要发生在儿童的罕见肿瘤。它在癌症和炎症性疾病之间处于混合地位，这使得它成为一个研究癌症发展的很有吸引力的模型。

为了探索LCH的病理生理机制及其临床异质性特征，作者对LCH原发病变的转录组和表观基因组多样性进行了研究。作者在活检中利用单细胞RNA测序鉴定了多种复发的LCH细胞，包括推定的LCH祖细胞和几种分化的LCH细胞亚群。作者使用免疫组化方法证实了增殖性LCH细胞存在于所有分析的活检组织中，并通过染色质可及性分析确定了不同LCH细胞亚群的表观基因组和基因调控基础。

总之，作者对LCH的单细胞分析揭示了LCH细胞间细胞、转录和表观基因组的意想不到的异质性，显示了LCH病变中复杂的发育级系。

标题：Generation of Human PSC-Derived Kidney Organoids with Patterned Nephron Segments and a De Novo Vascular Network.

发表期刊：Cell Stem Cell.

影响因子：21.464

PMID：31303547

发表时间：2019 Jul 2

摘要：人类多能干细胞衍生的肾脏类器官重现了发育过程和组织结构，但其内在的局限性，如缺乏血管系统和功能性，极大地妨碍了它们的应用。作者在此建立了一个将多能干细胞分化成血管化的三维（3D）肾脏类器官。作者通过动态调控WNT信号通路来调节近端与远端肾单位节段的相对比例，产生相关水平的血管内皮生长因子A（VEGFA）来定义驻留的血管网络。单细胞RNA测序确定了肾单位祖细胞的一个子集是肾血管的潜在来源。这些肾脏类器官在植入后会经历进一步的结构和功能成熟。使用这个肾脏类器官平台，作者建立了常染色体隐性多囊肾病（ARPKD）的体外模型，其囊性表型可通过基因校正或药物治疗有效预防。该研究为研究人类肾脏发育，模拟疾病的发病机制以及进行患者特异性药物验证提供了新途径。

转自GCBI知识库