新生小鼠前脑的时空克隆结构
研究人员通过慢病毒条形码与空间转录组学,在新生小鼠前脑皮层、海马体、纹状体、丘脑和嗅球建立细胞克隆谱系图谱。谷氨酸能神经元与星形胶质细胞克隆相关且停留于原脑区,GABA能神经元与少突胶质细胞前体细胞克隆相关却广泛分散于全脑;区域分散广泛的GABA能克隆富集神经发育障碍相关基因,为前脑发育及疾病研究提供基础参考。
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单细胞、空间转录组与多组学图谱:新技术与它们回答的生物学问题。
研究人员通过慢病毒条形码与空间转录组学,在新生小鼠前脑皮层、海马体、纹状体、丘脑和嗅球建立细胞克隆谱系图谱。谷氨酸能神经元与星形胶质细胞克隆相关且停留于原脑区,GABA能神经元与少突胶质细胞前体细胞克隆相关却广泛分散于全脑;区域分散广泛的GABA能克隆富集神经发育障碍相关基因,为前脑发育及疾病研究提供基础参考。
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研究者整合人胰岛表观基因组、GWAS及PANC-DB数据,应用ChromBPNet与转录因子足迹分析,鉴定出多个1型糖尿病相关SNP可改变β细胞等细胞类型特异性增强子处的染色质可及性与转录因子结合。这些发现将遗传风险与细胞内在调控程序关联,为机制研究提供候选靶点。
该工作提出动态范围分数(DRF)标定框架和插值重复基线,用于评估扰动预测度量对生物学信号灵敏度。在14个数据集、18个度量上测试9个深度学习模型(scGPT、GEARS、PRESAGE、scLambda、CellFlow等)和4种基础模型嵌入探针,结果显示标定度量下多数模型可超越无信息基线,PRESAGE在Wessels23组合扰动任务上于15/18个度量超过加性基线。
推荐理由:该工作提出 DRF 标定框架与插值重复基线,说明先前基准因度量未标定而低估了深度学习模型在遗传扰动预测中的真实表现。
在三阴性乳腺癌临床前模型中,研究者通过纵向单细胞与空间转录组以及中性粒细胞特异性遗传扰动,鉴定出一种在肿瘤表型分叉前即出现的中性粒细胞ISG程序,并发现其持续激活与抗PD1耐药相关;早期减少IFN应答型中性粒细胞与治疗成功相对应,而在中性粒细胞中遗传破坏I型或II型干扰素信号可提升抗PD1疗效并促进持久抗肿瘤免疫记忆。
推荐理由:原文将中性粒细胞干扰素程序的早期动态与抗PD1疗效直接挂钩,读者可据此评估该程序作为外周血生物标志物候选的可行性。
研究用单细胞与 Xenium 空间转录组在胰腺癌样本中定义出由 SEMA4A+ 肿瘤细胞、AQP9+ 巨噬细胞和 LOXL2+ 癌相关成纤维细胞组成的恶病质相关微环境生态位。
推荐理由:原文用单细胞与 Xenium 空间转录组把胰腺癌恶病质生态位拆为 SEMA4A+/AQP9+/LOXL2+ 三类细胞并画出互作回路,对恶病质分型与靶点筛选有参照价值。
研究利用克隆条形码技术分析了新生小鼠前脑的细胞谱系,发现谷氨酸能神经元和星形胶质细胞主要来源于局部,而广泛分布的GABA能谱系则将神经元与少突胶质前体细胞联系起来。
推荐理由:该研究通过克隆条形码技术揭示了小鼠前脑发育过程中不同神经细胞谱系的空间分布规律,为理解大脑发育的细胞来源提供了新视角。
研究对 62 名髓系肿瘤患者和 20 名健康供体进行长/短读长单细胞转录组(10X-ONT,n=21)和免疫表型分辨的低细胞蛋白质组分析,发现剪接因子突变在造血分化过程中以突变特异性方式使蛋白质-转录组动态解耦。
推荐理由:研究结合长读长单细胞转录组和低细胞蛋白质组,揭示了剪接因子突变通过毒害蛋白复合物驱动肿瘤发生的新机制。
ArchMap 是一款免费、无需编程的网页工具,可将单细胞数据集映射至参考图谱。该平台兼容基于 Python 的映射方法,解决了现有软件通常需要编码技能或许可证的限制。
研究通过单细胞 ATAC-seq 和 RNA-seq 分析 39 例患者的 33 个原发肿瘤和 7 个转移灶,发现 GATA6+/KRT17+ 共可及性标识的经典-基底亚型中间祖细胞状态(SIP)与较好临床结局相关。
推荐理由:通过单细胞表观基因组分析揭示了胰腺癌进展中不同的谱系重编程路径及其与临床预后的关联。
研究利用77名慢性肝病患者的肝脏单细胞图谱,解析出TREM2+疤痕相关巨噬细胞的两个亚群,并确定OLR1作为选择性调节促纤维化巨噬细胞功能从而减轻肝纤维化的候选治疗靶点。
推荐理由:研究通过单细胞图谱识别了TREM2+疤痕相关巨噬细胞的两个亚群,为选择性调节促纤维化功能提供了潜在靶点。
研究利用单细胞多组学解析小细胞肺癌的细胞状态,发现一个中间状态是神经内分泌向非神经内分泌谱系转换的必经之路。通过构建布尔贝叶斯模型 BoBa-T,鉴定出 RORB 是神经内分泌状态的守门因子,其失活可驱动细胞进入中间状态并上调免疫相关程序,在免疫健全宿主中抑制肿瘤生长。
推荐理由:研究通过单细胞多组学构建了布尔贝叶斯模型来预测转录因子网络,为理解小细胞肺癌的可塑性提供了可迁移的分析方法。
研究发现药理学抑制SWI/SNF ATPase活性或髓系细胞特异性敲除Arid1a可抑制肿瘤生长并增强检查点阻断疗效。单细胞分析显示SWI/SNF抑制降低了TAMs中与不良预后相关基因(如Spp1)增强子的可及性,增加了干扰素刺激基因启动子的可及性。增强的免疫治疗反应依赖于ARID1A缺陷TAMs上CD86的表达和CD8+ T细胞。
推荐理由:研究通过药理学抑制和基因敲除两种方法验证了靶向巨噬细胞染色质重塑可增强免疫检查点阻断疗效,并揭示了CD86共刺激的关键作用。
研究通过长短读长全基因组测序在47个正常组织和168个样本中鉴定出普遍存在的嵌合结构变异,中位影响285.2 kb/基因组。近半数断点被独立验证,且8.3%的变异与功能元件重叠。研究还开发了仅用短读长测序检测重复元件改变的方法,并在15种癌症类型中分析了肿瘤特异性重复变异,发现其规模与正常组织嵌合变异相似。追踪cfDNA中的重复变化为肿瘤监测提供了无创方法。
推荐理由:研究将正常组织中的重复元件结构变异与肿瘤样本进行比较,为利用液体活检进行肿瘤监测提供了方法学参考。
研究开发了scMASTER方法整合单细胞转录组、突变、空间转录组和匹配肿瘤血浆DNA测序,在10例非转移性HR+/HER2-乳腺癌患者中发现8种恶性上皮状态具有不同的ctDNA释放潜力。
一项结合Nanopore直接RNA测序(RNA004化学)和Illumina测序的研究,在酿酒酵母复制性衰老过程中以单分子分辨率揭示了tRNA组的动态变化。研究发现,尽管tRNA总体丰度基本稳定,但存在与年龄相关的成熟tRNA 3‘端CCA尾末端A碱基切割、T环和反密码子区修饰改变,以及单分子水平上的修饰共现证据。该数据集为探索tRNA调控、翻译保真度与长寿机制提供了资源。
研究构建了一个包含21种成人组织、459,856个单核转录组和染色质可及性图谱,识别了超过100万个候选顺式调控元件及其与基因的关联。图谱揭示了细胞身份主导、组织环境微调的调控模式,并基于此训练了序列功能模型来预测548,656个精细定位变体的染色质可及性效应。
推荐理由:该图谱整合了21种成人组织的多组学数据,为解析非编码遗传风险提供了细胞类型特异性的调控框架。
SHERLOCK 是一个用于单细胞扰动分析的可解释深度生成框架,它将扰动效应表示为对潜在基线细胞状态的结构化干预。该框架学习相关且稀疏的扰动表征,能根据共享的转录反应对遗传和药理学扰动进行组织,并可量化不同条件下的扰动反应变化以及组合式建模组合扰动效应。在基因组规模CRISPR、化学和空间扰动数据集上的测试表明,SHERLOCK能够恢复与已知生物通路和药理学特性一致的扰动关系。
本研究使用单细胞 ATAC-seq 绘制了克罗恩病患者和健康对照肠道黏膜的染色质可及性图谱,以表征与炎症和遗传效应相关的调控程序。研究揭示了疾病特异性染色质可及性模式,并阐明了遗传变异如何通过调控元件影响疾病易感性。
推荐理由:通过单细胞染色质可及性分析揭示了克罗恩病相关的调控程序,为理解炎症和遗传效应的机制提供了新视角。
研究提出了两种互补的稳健性指标——分类稳定性评分和预测特异性评分,用于评估单细胞RNA测序数据中细胞类型标签转移算法的可靠性。在人类胎儿肾脏和四种iPSC来源的肾脏类器官数据集上的应用显示,人类胎儿肾脏大多数细胞类型稳健性评分较高,而类器官中上皮谱系的评分则因分化方案不同而异。模拟细胞移除实验验证了该指标能正确识别不可靠的分类。
研究对来自11名捐献者4个脑区的约14万个细胞核进行了基因表达和染色质可及性分析,并与全基因组关联研究数据整合,以识别与复杂性状相关的特定神经细胞群。数据支持与阿尔茨海默病相关的推定增强子-基因关系,为解释性状相关遗传变异提供了资源。