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IF=41.577 摘要：肿瘤遗传异质性和表观遗传异质性共同决定了肿瘤的进化过程。慢性淋巴细胞性白血病(CLL)是一种高度信息化的癌症进化模型，因为它在治疗后经历了大量的遗传多样性和进化。CLL表观基因组也是一个重要的疾病定义特征，并且CLL中不断增长的细胞群体通过DNA甲基化的随机变化而多样化，这种变化被称为表型突变。然而，以前的研究使用批量测序方法来分析DNA甲基化的模式，不能确定是否表型突变影响CLL群体的均一性。在这里，为了测量单细胞分辨率下的暴露率，我们对健康献血者和CLL患者的B细胞应用了多重单细胞亚硫酸盐测序。我们观察到，CLL的共同克隆起源导致了持续增加的放线率，而细胞间的放线率的变异性较低。相反，健康B细胞的可变表观突变率反映了B细胞分化轨迹的不同进化年龄，与作为分子钟的表观突变一致。可遗传的信息使我们能够用单细胞数据重建高分辨率的谱系，并将其直接应用到临床样本中。与正常B细胞相比，CLL的树形分支较早，分支长度较长，反映了细胞恶性转化后的快速漂移和较大的增殖史。将单细胞亚硫酸氢盐测序分析与单细胞转录和基因分型相结合，证实了基因亚克隆定位于不同的分支，这完全是根据易感信息推断出来的。最后，为了在治疗过程中检测潜在的谱系偏见，我们在依鲁替尼相关的淋巴细胞增多症期间对系列样本进行了分析，并确定了优先从这些细胞中排出的细胞分支。 IF=41.577 摘要：细胞竞争-在邻近的“获胜者”细胞中感知和清除不太适合的“失败者”细胞，首先在果蝇研究中被提出。虽然已经提出细胞竞争作为优化组织和器官发育的选择机制，但其进化的普遍性仍然不清楚。在这里，通过使用实时成像，谱系追踪，单细胞转录组学和遗传学，我们确定了两种细胞竞争机制，这些机制在小鼠皮肤发育过程中依次塑造和维持分层组织的结构。在早期胚胎表皮的单层上皮中，获胜者祖先通过吞噬杀死并随后清除邻近的失败者细胞。之后，随着组织开始分层，基底层反而通过向上分化的后代通过驱逐输家。这种细胞竞争开关在生理学上是相关的：当它被扰动时，屏障形成也是如此。我们的研究结果表明，细胞竞争是一种优化脊椎动物组织功能的选择性力量，并阐明组织如何动态调整细胞竞争策略以保持适应性，因为其形态复杂性在形态发生期间增加。 IF=12.353 摘要：循环肿瘤细胞（CTC）在单细胞分辨率下的分子分析为癌症诊断和简单液体活检的治疗提供了巨大的希望。大规模并行单细胞RNA测序（scRNA-seq）的最新发展提供了一种从基因表达和通路调节分析中解决细胞异质性的有效方法。然而，CTC的稀缺性和血细胞的大量污染限制了当前可用技术的效用。在这里，我们提出Hydro-Seq，一种可扩展的水动力scRNA-seq条形码技术，用于高通量CTC分析。Hydro-Seq的高细胞捕获效率和污染物去除能力使得来自21个乳腺癌患者样品的666个CTC成功地以高通量获得scRNA-seq。我们确定激素和靶向治疗的乳腺癌药物靶标，并跟踪表达癌症干细胞（CSC）标记物以及上皮/间充质细胞状态转变的单个细胞。这些细胞的转录组分析为肿瘤转移过程中监测靶向治疗和进程提供了见解。 IF=24.373 摘要：Gilteritinib是一种有效的选择性FLT3激酶抑制剂，在复发/难治性FLT3突变的AML中具有单药临床疗效。然而，在这种情况下，gilteritinib不是治愈性的，并且反应持续时间受到继发性耐药性的限制。为了评估耐药机制，我们分析了在吉利特尼的临床试验中接受治疗的患者的基线和进展样本。gilteritinib在AML进展时的靶向下一代测序鉴定了激活RAS / MAPK途径信号传导的治疗突变突变，最常见于NRAS或KRAS。不太常见的是，在进展时鉴定了继发性FLT3-F691L看门人突变或BCR-ABL1融合。单细胞靶向DNA测序揭示了响应FLT3抑制的不同克隆选择和进化模式，包括FLT3突变亚克隆中RAS突变的出现，替代FLT3-野生型亚克隆的扩增，或同时两种模式的扩增。这些数据说明了克隆体系结构中动态和复杂的变化，其反应和对AML中突变选择性酪氨酸激酶抑制剂治疗的抗性。
IF=41.577 摘要：本文提出了一个灵活的，高信息，多通道的分子记录仪，具有单细胞读数，并将其作为一个不断发展的谱系示踪剂，用于组装从受精到原肠胚的小鼠细胞命运图。通过将谱系信息与单细胞RNA测序谱相结合，我们概括了不同组织类型之间的典型发育关系，并揭示了胚胎外胚胎和胚胎起源的内胚层细胞几乎完全的转录收敛。最后，我们应用我们的细胞命运图来估计胚胎祖细胞的数量及其在规范期间的不对称分配程度。我们的方法能够在哺乳动物系统中大规模并行，高分辨率地记录谱系和其他信息，这将有助于构建用于理解发育过程的定量框架。
IF=24.373 摘要：衰老与造血干细胞（HSC）的功能衰退以及骨髓恶性肿瘤的风险增加有关。我们对正常人类衰老过程中表观基因组和转录组学变化进行了综合表征，包括单细胞RNA-seq，谱系-CD34 + CD38-细胞（富含HSC，HSCe）经历与年龄相关的表观遗传重编程，其由DNA甲基化的重新分布和H3K27ac，H3K4me1和H3K4me3的减少组成。这种对老年HSCe的重新编程在全球范围内针对发育和癌症途径，这些途径在所有年龄的AML中都有相应的改变;包括损失4,656个活性增强子，3,091个二价启动子，以及几个表观遗传修饰因子和关键的造血转录因子如KLF6，BCL6和RUNX3的失调。值得注意的是，KLF6的体外下调导致分化受损，集落形成潜力增加以及重现衰老和白血病特征的表达变化。因此，与年龄相关的表观遗传重编程可能形成与年龄相关的AML发展的诱发条件。
IF=8.032 摘要：作者将单细胞测序应用到植物学领域，使用了高通量的Drop-seq方法来分析来自拟南芥根部大于12，000个细胞。确定了许多不同的细胞类型，涵盖了所有主要的根组织和发育阶段，并阐明了这些群体的特定标记基因。此外，本文还展示了这一方法在研究环境条件对发展进程的影响方面的效用。通过对添加或不添加蔗糖的根的分析，揭示了蔗糖对不同细胞类型的响应相对频率的变化。最后，描述了在内皮层发育过程中发生的转录组变化，并鉴定了近800个在这种组织分化过程中动态表达的基因。总的来说，本文证明了单细胞RNA-seq可以用来描述植物的发育过程，并展示它们是如何被外部刺激改变的。
IF=8.032 摘要：本文描述了一种标准化的体外方法，利用在神经胶质微点阵列上单独培养的人类神经元，可以对突触的形成和功能进行单细胞分析。作者发现，从人诱导的多能干细胞分化而来的单个谷氨酸能或GABA能前脑神经元形成成熟的突触，并表现出强大的诱发突触传递。这些神经元表现出突触易化、抑制和恢复等可塑性特征。最后，发现自发事件并不能很好地预测突触的成熟程度，并且与诱发反应的强烈程度无关。该方法可直接用于评估突触功能障碍的疾病模型，并可用于药物开发和精确医学。
IF=7.76 摘要：病毒感染通常通过数百万细胞的平均水平在人群水平上进行研究。然而，在单细胞水平上的感染是高度不同的，在那里，大多数被感染的细胞不产生或很少产生病毒后代，而一些细胞产生数千个。用人群平均测量法分析HSV-1感染使我们了解了许多关于病毒感染的过程，但也产生了相互矛盾的结果，如在感染过程中同时激活和抑制I型干扰素信号。在这里，我们结合活细胞成像和单细胞RNA测序来表征HSV-1感染原代人类细胞过程中病毒和宿主转录的异质性。我们发现病毒基因在单个感染细胞中的表达水平存在极大的差异，并显示它们聚集成转录不同的亚群体。我们发现，抗病毒信号是在一组罕见的流产感染细胞中启动的，而高度感染的细胞经历了细胞重编程到类似胚胎的转录状态。这种重编程包括向宿主细胞核和病毒复制间隔募集β-catenin，这是晚期病毒基因表达和后代生产所必需的。这些发现揭示了具有不同感染结果的细胞的转录差异，并为HSV-1对宿主通路的调控提供了新的线索。
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