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时空月速览 | 235篇文章,追踪发育/再生/演化/疾病前沿研究(2023年2月)

 医学abeycd 2023-07-27 发布于湖北

利用4个蝴蝶兰花转录组学数据库中ABCG转运蛋白的全基因组鉴定、系统发育分析、蝴蝶兰花和中国台湾蝴蝶兰之间ABCG候选基因的差异表达分析,以及空间基因表达分析,确认了PbABCG1和PbABCG2转录蛋白参与蝴蝶兰中单萜的释放。

针对空间组学、单细胞组学技术及其在生命科学和生物医学领域的应用,我们通过检索PubMed数据库,共追踪到2023年2月1日-28日期间发表的235篇文章(包括article、review等;IF≥5),按研究领域分类梳理,详见下表。此外,我们按影响因子排名和广谱性遴选了30篇进行概要解读,供大家参考。

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注:*表示未获取到(not available)

01综述

1. 空间分析技术阐明肿瘤微环境

Spatial profiling technologies illuminate the tumor microenvironment

2023-02-13; Cancer Cell; IF: 38.585; DOI: 10.1016/j.ccell.2023.01.010 

内容概要:概述了组织空间转录组和蛋白质分析方法,讨论了从这些技术产生的数据中提取的信息类型,并描述了它们在癌症研究中的应用、关键发现和挑战。此外,提供了一个关于如何将空间信息整合到癌症研究中以改善患者诊断、预后、治疗分层和新疗法开发的未来观点。

2. Richter综合征:对转化生物学的新见解

Richter syndrome: Novel insights into the biology of transformation

2023-02-09; Blood; IF: 25.476; DOI: 10.1182/blood.2022016502

内容概要:Richter综合征(Richter syndrome,RS)是一种从慢性淋巴细胞白血病(chronic lymphocytic leukemia,CLL)进展成更高级淋巴瘤的疾病,临床中主要表现为由CLL转化为或并发另一种侵袭性淋巴瘤。该综述总结了RS的最新科学进展,讨论了用于分析RS进展的新方法及RS新的诊断和治疗方法,并支持人类基因组学与小鼠模型的综合研究,以提供对转化生物学基础的深入理解。

3. 单细胞转录组学正在彻底改变植物生物技术研究的改进:最新进展和未来机遇

Single-cell transcriptomics is revolutionizing the improvement of plant biotechnology research: recent advances and future opportunities

2023-02-12; Critical Reviews in Biotechnology; IF: 9.062; DOI: 10.1080/07388551.2023.2165900

内容概要:综述了scRNA-seq技术在植物研究中的最新进展,以及如何将其集成以促进植物研究,并分析和讨论了scRNA-seq在植物科学研究中的潜在机遇和挑战。

02时空/单细胞技术

4. 空间CITE-seq:实现细胞分辨率下high-plex蛋白和全转录组的联合分析

High-plex protein and whole transcriptome co-mapping at cellular resolution with spatial CITE-seq

2023-02-23; Nature Biotechnology; IF: 68.164; DOI: 10.1038/s41587-023-01676-0

内容概要:将转录组和表位(epitopes,CITE)的联合索引扩展到空间维度,建立了高度平行测序技术spatial-CITE-seq,以用于空间分辨的high-plex蛋白和全转录组协同分析。通过该技术分析了多种小鼠组织类型中189种蛋白质和全转录组,并进一步测量了人体组织中的273种蛋白质和全转录组,揭示了COVID-19 mRNA疫苗注射部位扁桃体空间上不同的生发中心反应和皮肤的早期免疫激活。

5. 阿尔茨海默病小鼠模型中单细胞转录状态和组织病理学的整合原位作图

Integrative in situ mapping of single-cell transcriptional states and tissue histopathology in a mouse model of Alzheimer's disease

2023-02-02; Nature Neuroscience; IF: 28.771; DOI: 10.1038/s41593-022-01251-x

内容概要:介绍了一种能够在同一组织切片中同时进行高分辨率空间转录组学和特定蛋白质定位的技术STARmap PLUS,并将其应用于8个月和13个月龄的阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)小鼠模型的脑组织,绘制了一张全面的AD疾病进展的时空细胞图谱,证实了STARmap PLUS具有阐明病理学背后的分子和细胞变化的能力。

03生信工具

6. 通过网络推理和计算机模拟基因扰动以解析细胞身份

Dissecting cell identity via network inference and in silico gene perturbation

2023-02-08; Nature; IF: 69.504; DOI: 10.1038/s41586-022-05688-9

内容概要:基于计算扰动和基因调控网络(gene-regulatory network,GRN),提出了一种可用于以高分辨率推断和解释细胞类型特异性GRN配置,从而能够从机制上深入了解细胞身份的调控的方法CellOracle(https://github.com/morris-lab/CellOracle)。将CellOracle应用于小鼠和人类的造血功能,以及斑马鱼的轴向中胚层向脊索和前索板的分化,再现了众所周知的由转录因子(transcription factors,TFs)控制的细胞命运调控。此外,应用CellOracle确定了IF lhx1a在轴向中胚层发育中的作用。

7. SODB促进空间组学数据的全面探索

SODB facilitates comprehensive exploration of spatial omics data

2023-02-16; Nature Methods; IF: 47.990; DOI: 10.1038/s41592-023-01773-7

内容概要:介绍了一个在线平台空间组学数据库(Spatial Omics DataBase,SODB;https://gene.ai.tencent.com/SpatialOmics/)。它提供了各种类型的空间组学数据集(空间转录组学、蛋白质组学、代谢组学、基因组学等),具有可下载和统一的数据格式,可以直接输入许多主流分析包。此外,SODB还提供了多个交互式数据分析模块,特别是一个独特的模块:空间组学视图(SOView),可用于可视化全局组织结构,并识别一些细微但重要的局部或亚组织结构。

8. NeuronChat:从单细胞转录组数据中推断神经元-神经元通讯

Inferring neuron-neuron communications from single-cell transcriptomics through NeuronChat

2023-02-28; Nature Communications; IF: 17.694; DOI: 10.1038/s41467-023-36800-w

内容概要:开发了一种利用scRNA-seq数据和/或空间分辨转录组数据来推断、可视化和分析神经特异性细胞间通讯的方法NeuronChat,它通过结合一个手动管理的人类和小鼠神经信号分子相互作用数据库来模拟同源相互作用分子的坐标表达。通过对神经组织数据集的基准测试和应用,证实了NeuronChat在揭示多个生物系统中神经元-神经元相互作用方面的能力。

9. 沿恶性边界-非恶性轴重建肿瘤空间微环境

Reconstruction of the tumor spatial microenvironment along the malignant-boundary -nonmalignant axis

2023-02-20; Nature Communications; IF: 17.694; DOI: 10.1038/s41467-023-36560-7

内容概要:提出了一个专门用于肿瘤空间微环境分析的工具框架Cottrazm,通过将空间转录组学与scRNA-seq数据和组织学成像相结合,描绘肿瘤组织中连接恶性和非恶性细胞spots的肿瘤边界,在空间位置解卷积细胞类型组成,并在sub-spot水平重建细胞类型特异性基因表达谱。此外,利用Cottrazm解析了肿瘤边界上的生物过程和细胞-细胞相互作用,从而在这个局部微环境识别出多个潜在的治疗靶点。

04生长发育

10. 哺乳动物器官发生过程中细胞谱系特异性线粒体恢复力

Cell lineage-specific mitochondrial resilience during mammalian organogenesis

2023-02-17; Cell; IF: 66.850; DOI: 10.1016/j.cell.2023.01.034

内容概要:结合scRNA-seq分析,发现在胚胎第8.5天的小鼠中存在细胞谱系特异性的转录谱,包括在器官发生完成之前存在的器官特异性线粒体蛋白亚型,确认了核-线粒体串扰是在哺乳动物早期发育过程中建立的,远早于器官成熟,这一发现为了解哺乳动物健康和疾病中线粒体功能的器官特异性差异提供了新的见解。

11. 心肌内环境有利于调节性T细胞的局部分化

Myocardial milieu favors local differentiation of regulatory T cells

2023-02-06; Circulation Research; IF: 23.213; DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.122.322183

内容概要:使用转基因T细胞受体(TCR-M)模型和主要组织相容性复合体-II四聚体,结合scRNA-seq和功能表型分析,阐明了抗原特异性CD4+ T细胞如何在小鼠梗塞心肌中分化并影响组织修复。此外,将促炎细胞与调节性预分化TCR-M细胞进行对比,发现肌球蛋白特异性Treg抑制心肌梗死后炎症,抑制邻近T细胞,并与改善心脏功能有关。

12. 单细胞转录组分析揭示比克氏棉色素腺体的发育轨迹和转录调控网络

Single-cell transcriptomic analysis reveals the developmental trajectory and transcriptional regulatory networks of pigment glands in Gossypium bickii

2023-02-10; Molecular Plant; IF: 21.949; DOI: 10.1016/j.molp.2023.02.005

内容概要:利用scRNA-seq研究来自吸水后48 h发芽的比克氏棉种籽子叶的12,222个原生质体,并通过整合色素腺细胞发育轨迹、转录因子调控网络和核心转录因子功能验证,提出了一个相对完整的色素腺形成模型,发现光和赤霉素可以促进色素腺体的形成,同时基因GbiERF114 (ETHYLENE RESPONSE FACTOR 114)、 GbiZAT11 (ZINC FINGER OF ARABIDOPSIS THALIANA 11)和GbiNTL9 (NAC TRANSCRIPTION FACTOR-LIKE 9)也会影响色素腺体的形成。

13. 伏隔核功能亚区的奖赏处理

Distinct reward processing by subregions of the nucleus accumbens

2023-02-06; Cell Reports; IF: 9.995; DOI: 10.1016/j.celrep.2023.112069

内容概要:通过微型显微钙成像和环路示踪技术,结合空间转录组分析,发现伏隔核(nucleus accumbens,NAc)的内侧和外侧壳细分中奖励编码的不同模式,确定了内侧Cartpt+神经元和外侧NAc Nts+神经元两个功能不同的亚群,它们在动机行为中扮演相反的角色,为未来在生理和疾病情况下NAc功能亚区的细分提供了新的理论框架。

14. 来自健康人类志愿者的腿部肌肉转录组图谱揭示与肌肉位置相关的分子和细胞特征

A transcriptome atlas of leg muscles from healthy human volunteers reveals molecular and cellular signatures associated with muscle location

2023-02-06; eLife; IF: 8.713; DOI: 10.7554/eLife.80500

内容概要:使用来自20名健康年轻男性(25±3.6岁)的活组织检查,构建了一个大型骨骼肌转录组图谱(http://tabbassidaloii./muscleAtlasShinyApp/),其中包含6个腿部肌肉和1个肌肉的两个位置,揭示了人类腿部肌肉的分子特化,并为研究肌肉特异性分子特征提供了新资源,这些特征可能与(病理)生理过程有关。

05再生医学

15. 黑色素细胞化学重编程为骨骼肌细胞

Chemical reprogramming of melanocytes to skeletal muscle cells

2023-02-01; Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle; IF: 12.063; DOI: 10.1002/jcsm.13155

内容概要:利用化学定义的生肌条件(a novel small-molecule cocktail),结合单细胞测序分析,识别出一个具有生肌潜力的Pax3+黑色素细胞群,并有效地将Pax3+黑色素细胞转化为了骨骼肌细胞,首次证实了通过化学小分子将黑色素细胞转化为肌肉的报道,提出了一种新的肌肉再生策略。

06生命演化

16. 不同海拔牦牛心脏细胞多样性和功能变化的单细胞转录组研究

Single-cell transcriptomic survey of cell diversity and functional changes in yak hearts at different altitude

2023-02-05; Proteomics; IF: 5.393; DOI: 10.1002/pmic.202200345

内容概要:应用scRNA-seq技术分析两个海拔高度(2,200米和3,900米)上的成年牦牛心脏组织的转录景观,并探讨了各细胞模块的关键转录因子及其通信关系,发现牦牛心脏通过促进血管发育和增加血流量来增强氧气输送能力,并通过增强代谢机制来保证能量供应,从而提高有氧呼吸能力。

07疾病研究

恶性肿瘤

17. 空间受限的肿瘤相关和宿主相关免疫驱动因素与胰腺癌的复发部位相关

Spatially restricted tumour-associated and host-associated immune drivers correlate with the recurrence sites of pancreatic cancer

2023-02-15; Gut; IF: 31.793; DOI: 10.1136/gutjnl-2022-329371

内容概要:对胰腺导管腺癌(pancreatic ductal adenocarcinoma,PDAC)患者肿瘤组织中的免疫通路相关基因和蛋白质进行空间分析,并结合肿瘤微环境的免疫表型分析和肿瘤细胞的遗传改变分析,发现不同复发模式的PDAC都有不同的炎症/基质反应,这可能会影响浸润模式和患者预后。

18. 经典霍奇金淋巴瘤中单核吞噬细胞网络的空间和分子特征

Spatial and molecular profiling of the mononuclear phagocyte network in Classic Hodgkin lymphoma

2023-02-07; Blood; IF: 25.476; DOI: 10.1182/blood.2022015575

内容概要:通过整合scRNA-seq、空间转录组和多重免疫荧光的数据,定义了经典霍奇金淋巴瘤(classic Hodgkin lymphoma,cHL)和非淋巴瘤淋巴结的整体免疫细胞组成,揭示了单核吞噬细胞(mononuclear phagocytes,MNPs)隔室内的复杂性和空间极化,进一步证明了它们在cHL免疫逃避中的潜在作用。

19. 空间转录组揭示恶性胶质瘤中放射状胶质干细胞样细胞的生态位特异性富集和脆弱性

Spatial transcriptomics reveals niche-specific enrichment and vulnerabilities of radial glial stem-like cells in malignant gliomas

2023-02-23; Nature Communications; IF: 17.694; DOI: 10.1038/s41467-023-36707-6

内容概要:通过整合短读长和长读长空间转录组学,以及单细胞转录组学数据集,对弥漫中线胶质瘤伴H3K27M突变(diffuse midline glioma-H3K27M mutant,DMG)和胶质母细胞瘤(glioblastoma,GBM)进行全面空间分析,揭示了生态位特异性的神经胶质瘤生态系统和调控程序。

20. 空间转录组学揭示长期卵巢癌幸存者肿瘤-基质界面的配体-受体串扰异质性

Spatial transcriptomics depict ligand-receptor crosstalk heterogeneity at the tumor-stroma interface in long-term ovarian cancer survivors

2023-02-14; Cancer Research; IF: 13.312; DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-22-1821

内容概要:使用空间转录组学在来自未经治疗的晚期高级浆液性卵巢癌(high-grade serous ovarian cancer,HGSC)长期生存者(long-term survivors,LTS)和短期幸存者(short-term survivors,STS)中构建了空间分辨转录组图谱,并确定了卵巢微环境中癌症相关成纤维细胞的异质性与晚期HGSC患者的生存期相关。

21. m6A RNA甲基化与黑色素瘤免疫微环境和免疫治疗反应相关

m6A RNA methylation correlates with immune microenvironment and immunotherapy response of melanoma

2023-02-24; The Journal of Investigative Dermatology; IF: 7.590; DOI: 10.1016/j.jid.2023.01.027

内容概要:该研究纳入了来自8个独立队列的1,564名黑色素瘤患者,包括免疫检查点抑制剂或阻断(immune checkpoint inhibitors or blockades,ICB)治疗队列,确定了两种与黑色素瘤肿瘤微环境的免疫细胞浸润模式相关的m6A修饰模式,结合scRNA-seq和空间转录组数据分析,发现m6Ascore与肿瘤恶性进展、癌相关成纤维细胞浸润、T细胞耗竭、免疫排斥和ICB耐药性呈正相关,可作为精准医学的工具来指导黑色素瘤患者的免疫治疗。

非癌疾病

22. 单细胞和空间转录组分析揭示驱动肉芽肿形成的异常淋巴样发育程序

Single-cell and spatial transcriptomics reveal aberrant lymphoid developmental programs driving granuloma formation

2023-02-06; Immunity; IF: 43.474; DOI: 10.1016/j.immuni.2023.01.014

内容概要:对结节病患者的皮肤肉芽肿进行scRNA-seq和空间转录组分析,并通过生物信息学方法重建了潜在的基因调控网络,发现肉芽肿改变了正常淋巴器官发育的转录调节程序,并由免疫代谢的变化,细胞因子和趋化因子通路的改变,以及整合素和细胞外基质的调节三个关键过程驱动,表明肉芽肿构成了异常的淋巴器官。

23. 肺纤维化过程中内皮细胞样肌成纤维细胞迁移的调节

Regulating the cell shift of endothelial cell-like myofibroblasts in pulmonary fibrosis

2023-02-09; The European Respiratory Journal; IF: 33.795; DOI: 10.1183/13993003.01799-2022

内容概要:创建了新的肺纤维化小鼠模型,并在正常肺组织中鉴定出以前未知的内皮细胞(endothelial cell,EC)样肌成纤维细胞群,它们显著地促进了肌成纤维细胞对肺纤维化的作用,这一点通过scRNA-seq得到了证实。基于转录谱,发现了一种可以重定向EC样肌成纤维细胞的分化并减少小鼠模型中的肺纤维化的小分子,这可能为肺纤维化的治疗干预提供新的策略。

 24. 独特的DUOX2+ACE2+小胆管细胞是原发性胆汁性胆管炎的致病靶点

Unique DUOX2+ACE2+ small cholangiocytes are pathogenic targets for primary biliary cholangitis

2023-02-09; Nature Communications; IF: 17.694; DOI: 10.1038/s41467-022-34606-w

内容概要:利用scRNA-seq、荧光激活细胞分选、多重免疫荧光和RNAscope分析,在人和小鼠肝脏中发现了独特的DUOX2+ACE2+小胆管细胞,并通过空间转录组学和蛋白质组学研究了它们在原发性胆汁性胆管炎(primary biliary cholangitis,PBC)患者中的功能和临床意义,确认高表达pIgR抗原的DUOX2+AIGE2+小胆管细胞是PBC的致病靶点。

25. 线粒体功能相关基因是前驱突触核蛋白病皮质萎缩的基础

Mitochondrial function-associated genes underlie cortical atrophy in prodromal synucleinopathies

2023-02-24; Brain; IF: 15.255; DOI: 10.1093/brain/awad044

内容概要:结合成像转录组学和综合空间映射,研究孤立性快速眼动睡眠行为障碍(isolated rapid eye movement sleep behaviour disorder,iRBD)患者脑组织中受影响最严重的皮质区域的正常基因表达和连接特征,发现线粒体和巨自噬功能障碍是iRBD中发生的皮质变薄的基础,且皮质变薄会映射到大脑中的特定网络。

26. 体积肌肉损失后免疫和干细胞失调的时空映射

Spatiotemporal mapping of immune and stem cell dysregulation after volumetric muscle loss

2023-02-23; JCI Insight; IF: 9.484; DOI: 10.1172/jci.insight.162835

内容概要:使用与scRNA-Seq数据集集成的空间spGEX分析了小鼠在一段时间过程中的体积肌肉损失(volumetric muscle loss,VML)缺陷,发现巨噬细胞-间充质细胞(macrophages-mesenchymal derived cell,mø-MDC)信号传导的驱动作用有助于纤维化进展,影响肌肉干细胞(muscle stem cell,MuSC)介导的再生。通过抑制转化后生长因子靶向møs和MDCs之间的细胞串扰,促进了MuSC浸润到缺陷中并抑制了纤维化。

07其他研究

27. 一种针对胚胎源性脑巨噬细胞特异性的Cre-deleter揭示小胶质细胞和边界巨噬细胞的不同特征

A Cre-deleter specific for embryo-derived brain macrophages reveals distinct features of microglia and border macrophages

2023-02-08; Immunity; IF: 43.474; DOI: 10.1016/j.immuni.2023.01.028

内容概要:描述了一种可以在胚胎脑巨噬细胞[小胶质细胞和边界相关巨噬细胞(border-associated macrophages,BAMs)]中高效且特异性地重组的Cre deleter(Crybb1-Cre),将其与Flt3-Cre谱系示踪剂、scRNA-seq分析和共聚焦成像结合使用,解析了小鼠脑皮层中胚胎衍生与单核细胞衍生的BAMs。使用Crybb1-Cre删除小胶质细胞和胚胎衍生BAMs中的转录因子SMAD4,会抑制小胶质细胞的发育并损害小鼠的记忆功能。

28. 成人脊髓的细胞分类学

A cellular taxonomy of the adult human spinal cord

2023-02-01; Neuron; IF: 18.688; DOI: 10.1016/j.neuron.2023.01.007

内容概要:利用snRNA-seq、空间转录组和免疫组化分析成人脊髓的细胞类型,识别出29种神经胶质细胞簇和35种神经元细胞簇,建立了首个全面的成人脊髓神经元簇分类法(https://vmenon./humanspinalcord/),并揭示了特定细胞类型的独特分子环境如何导致慢性疼痛或神经退行性病变。

29. 一种含有本质无序区域的蛋白质通过改良干旱-增长的权衡而提高了产量

An intrinsically disordered region-containing protein mitigates the drought-growth trade-off to boost yields

2023-02-07; Plant Physiology; IF: 8.005; DOI: 10.1093/plphys/kiad074

内容概要:报告了一个以前未表征的双子叶植物特异性基因Stress and Growth Interconnector(SGI),它编码一种本质上无序区域的蛋白质,通过与过氧化氢酶亚型、多种应激反应调节剂和重要的LEA(Late Embryogenesis Abundant)蛋白相互作用,介导活性氧稳态促进了干旱期间油料作物油菜籽(Brassica napus)和模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)的生长,揭示了打破植物生长-胁迫耐受性之间权衡的机制。

30. 蝴蝶兰花单萜的释放需要PbABCG1和PbABCG2转运蛋白

PbABCG1 and PbABCG2 transporters are required for the emission of floral monoterpenes in Phalaenopsis bellina

2023-02-03; The Plant Journal; IF: 7.091; DOI: 10.1111/tpj.16133

内容概要:利用4个蝴蝶兰花转录组学数据库中ABCG转运蛋白的全基因组鉴定、系统发育分析、蝴蝶兰花和中国台湾蝴蝶兰之间ABCG候选基因的差异表达分析,以及空间基因表达分析,确认了PbABCG1和PbABCG2转录蛋白参与蝴蝶兰中单萜的释放。

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