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今天小编将为大家解读最新发表在Nature Biotechnology上的10x Genomics首篇单细胞ATAC高分文章Massively parallel single-cell chromatin landscapes of human immune cell development and intratumoral T cell exhaustion，影响因子45.117，可借鉴性5颗星，下面请各位坐稳扶好，跟随小编一起多角度欣赏此篇高分高能文章！
近日，美国斯坦福大学的研究人员联合10x技术人员利用单细胞ATAC测序技术对人类免疫细胞发育和肿瘤T细胞衰竭机制进行了研究，为染色质可及性的应用研究提供了科研思路和理论支持。博奥晶典可提供文章中的单细胞ATAC测序实验及分析服务，助力您的单细胞多组学研究。Massively parallel single-cell chromatin landscapes of human immune celldevelopment and intratumoral T cell exhaustion ◆ 发表杂志：Nature Biotechnology ◆ 发表时间：2019年8月 ◆ 影响因子：45.117 ◆ 发表单位：斯坦福大学 ◆ 研究样本： ① 16个健康个体的PBMC（外周血单核细胞）和BMMC（骨髓单核细胞）共61,806个细胞； ② 7个PD-1阻断治疗前后的基底癌患者共37,818个细胞。 16个健康个体的PBMC（外周血单核细胞）和BMMC（骨髓单核细胞）共61,806个细胞进行单细胞ATAC分析。结果共分为31个亚群（图1a），早期造血祖细胞到晚期造血祖细胞表现为连续分化（图1b-c）。亚群2-4中，调控髓系祖基因（包括KIT、GATA1、TAL1和SPI1）的顺式元件表现为可及性，亚群14-16中，调控B细胞基因（包括CD19、EBF1和LYN）的顺式元件表现出可及性。此外，在骨髓细胞和浆细胞样树突状细胞出现特异性可及性（图1d）。因此自身免疫疾病可能与基因的染色质可及性有关。
为重建B细胞发育轨迹，对骨髓和血液的单细胞ATAC数据进行分析（图2a）。根据染色质可及性的相似性，血浆B细胞可以回溯到HSC细胞，记忆B细胞与原始B细胞为邻近细胞。原始B细胞最近的为前体B细胞。这是一个逆向重建过程，可正确识别B细胞发育成熟的轨迹（图2b）。最终绘制出B细胞发育轨迹（图2c）。接下来，利用拟时间序列分析来识别血浆B细胞分化过程中顺式元件和反式调节因子的阶段特异性活动。发现B细胞发育的每个阶段都存在特定的动态调控元件。且在发育早期和晚期具有不同的调控元件（图2d-f）。表明ATAC-seq数据可识别细胞分化的顺式和反式调节因子。
对7个PD-1阻断治疗前后基底癌患者的37,818个细胞进行了单细胞ATAC测序，包括T细胞（CD45+CD3+），非T免疫细胞（CD45+CD3-）和肿瘤细胞（CD45-），共分为20个亚群（图3a-b）。来自不同患者的基质细胞和免疫细胞聚集在一起，肿瘤细胞群表现出患者特异性，反映了由患者特异性基因组改变驱动的细胞状态变化（图3c）。推测与肿瘤发生相关的重要调节因子在免疫细胞中存在不同的激活调控机制。
对23,274个T细胞进行重新分群共鉴定出19个T细胞亚群（图4a），其中6个亚群为CD8+ T细胞，包括初始T细胞，效应T细胞，记忆T细胞，耗竭T细胞（TEX），13个亚群为CD4+ T细胞，包括初始T细胞，Treg细胞和多种辅助T细胞等（图4b）。根据调控元件在不同T细胞亚群中的表现阐述了T细胞衰竭机制。PD-1阻断治疗后，TEX细胞高度克隆（图4c）。阻断治疗对CD8+ T细胞和CD4+ T细胞均产生影响。T细胞衰竭伴随着染色质可及性的全局重构，并且这种细胞状态所占据的表观遗传状态与大多数其他公认的T细胞状态一样明显（图4d）。拟时间序列结果显示调控元件在不同亚群中的表现揭示了T细胞衰竭机制（图4e-g）。
该研究不仅发现了人类造血过程中重要的顺式和反式调控元件，绘制疾病相关增强子活性的图谱，重建从祖细胞分化为多种罕见免疫细胞类型的轨迹。阐述了基底细胞癌中，肿瘤微环境中恶性、间质和免疫细胞类型的调控结构，揭示了T细胞衰竭机制。为染色质可及性的应用研究提供了理论指导。博奥晶典作为国内第一批引进10x Genomics平台的公司，率先在国内开展上万级通量的单细胞转录组测序服务。目前已经完成了2,000多个样品、100多种不同样品类型的服务，覆盖的物种和样品类型包括人和小鼠的肝脏、肺脏、皮肤、心脏、脑、肾脏、血液、卵巢、神经，以及鸡、斑马鱼、猪、水稻、拟南芥、油菜、白菜、橄榄等，是目前国内大规模单细胞测序经验丰富的公司。博奥晶典于2018年9月与BD（中国）成立单细胞研究联合实验室，致力于大规模单细胞测序产品的开发和打磨，目前可开展如下单细胞测序产品的服务。
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