10x Genomics单细胞转录组2020年2月文章集锦

发稿时间：2020-04-07来源：天昊生物

 

2020年2月份10x Genomics平台单细胞转录组文章共计48篇（数据来源于10x官网），我们精选其中10篇文章总结了研究内容供大家阅读，文末汇总了其它文章的相关信息。

（一）

Science文章报道人类胸腺发育细胞图谱定义了T细胞的形成特征

胸腺为T细胞的分化和选择提供了一个良好的环境，这一过程是由它们与多种胸腺细胞类型的相互作用所协调的。本项研究使用单细胞RNA测序来构建人类胸腺整个生命周期的细胞图谱，并重建T细胞分化轨迹和T细胞受体(TCR)重组动力学。利用这种方法，识别并定位了原位CD8αα+ T细胞群、胸腺成纤维细胞亚型和激活的树突状细胞状态。此外，研究揭示了TCR重组和选择的偏差，这是由于基因组定位和谱系承诺的动力学。综上所述，这些数据提供了一个完整的人类胸腺整个生命周期的图谱，为人类T细胞的发育提供了新的见解。

（二）

   

细菌感染脓毒症的免疫细胞特征

对细菌感染的免疫反应失调可导致脓毒症，这是一种死亡率很高的疾病。多项全血基因表达研究已经确定了与脓毒症相关的分子特征，但尚未解决特定细胞类型的转录状态的变化。本研究使用单细胞RNA测序来分析3个临床组中29例脓毒症患者及36例相应对照的血液。研究分析了所有受试者的外周血单个核细胞(PBMCs, 106,545个细胞)和树突状细胞(19,806个细胞)，并根据它们的基因表达特征聚类，定义了16种免疫细胞状态。结果发现了一种独特的CD14+单核细胞状态，这种状态在脓毒症患者中得到了扩展，并通过使用不同疾病病因和不同地理位置的受试者(18组，n = 1,467名受试者)的公共转录组数据验证了CD14+单核细胞状态在将这些个体与对照组进行区分方面的能力。研究确定了一组用于分离和定量单核细胞状态的表面标记，并对其表观基因组和功能表型进行了表征，并提出了一个从人类骨髓诱导单核细胞状态的模型。这项研究证明了单细胞基因组学在发现疾病相关的细胞学特征方面的实用价值，并为深入了解细菌脓毒症免疫失调的细胞基础提供了思路。

（三）

 

广泛的免疫激活是健康个体对疫苗应答和狼疮患者疾病活动共享设定值特征的基础

不同个体对疫苗接种和疾病的反应差异很大，这可能部分是由于基线免疫变异造成的。识别这些免疫反应的基线预测因子及其生物学基础具有广泛的意义，因为它们对癌症免疫治疗、疾病预后、疫苗接种和感染反应具有潜在的重要性。这项研究发现基线血液转录组特征能够预测抗体对流感和黄热病疫苗接种的健康受试者的反应。在临床平静期评估的这些相同的特征与系统性红斑狼疮患者伴有浆母细胞flares的疾病活动相关。对82个表面蛋白和53,201个来自健康的高、低流感疫苗应答者的单细胞的转录组进行CITE-seq分析表明，这一特征反映了浆细胞样树突状细胞I型IFN T/B淋巴细胞网络的激活程度。这项发现提出了这样的前景，即调节这种免疫基线状态可能提高疫苗的反应性，并减轻不良的自身免

疫性疾病活动。

（四）

 

 

小鼠内皮细胞单细胞转录组图谱

内皮细胞(ECs)在组织间的异质性尚未完全被发现。这项研究构建了一个来自11种小鼠组织的超过32,000个单个EC转录组的图谱，并确定了78个EC亚群，包括健康组织中的Aqp7+肠毛细血管和血管生成ECs。来自大脑/睾丸、肝脏/脾脏、小肠/结肠和骨骼肌/心脏的ECs成对表达部分重叠的标记基因。动脉、静脉和淋巴管的ECs在更多的组织中共享更多的标记物，而毛细血管ECs异质性更高。来自不同血管床(动脉、毛细血管、静脉、淋巴管)的ECs在不同组织间表现出转录组相似性，但组织(而非血管)类型导致了EC异质性。代谢转录组分析显示类似的ECs的组织分组现象，组织间和单个组织内的血管床之间的ECs中的异质性代谢基因特征以组织类型依赖的模式存在。EC 图谱的分类支持在公共scRNA-seq数据集中识别EC子集群，并提供了强大的发现工具和资源价值。

本研究的EC图谱数据库链接https://www.vibcancer.be/software-tools/ec-atlas

 

 

（五）

 

单细胞分析成人嗅觉神经发生和分化

活跃的神经源性生态位（niches）在成人身上的存在是有争议的。该研究将注意力集中在人类嗅觉神经上皮细胞上，这是一个向大脑嗅球提供信息的颅外部位。利用单细胞RNA测序分析28,726个细胞，确定了神经干细胞和神经祖细胞群及神经元。此外，研究结果还详细描述了140个嗅觉受体的表达。这些来自嗅觉神经上皮生态位的数据为证明人类的神经元生产可能会持续数十年提供了证据。

 

 

（六）

 

时空单细胞分析小鼠视交叉上核基因表达

哺乳动物的昼夜节律行为是由下丘脑腹侧视交叉上核(SCN)调节的，但SCN细胞类型的数量及其功能作用尚不清楚。该研究使用单细胞RNA测序来识别小鼠SCN中的基本细胞类型，并对它们的昼夜节律和光诱导基因表达模式进行了表征。结果确定了八种主要的细胞类型，每种类型都表现出一种特定的昼夜节律基因表达模式。五个SCN神经元亚型，每一个都有特定的标记组合，它们在空间分布、昼夜节律和光响应性方面有所不同。通过在单细胞分辨率下对小鼠SCN进行完整的三维重建，得到了包含这些亚型空间分布和基因表达的标准SCN图谱。此外，研究还观察到不同类型的SCN神经元间昼夜节律基因表达的异质性。这种SCN内基因调控的时空模式可能在昼夜起搏器中起重要作用。

 

（七）

 

单细胞转录组分析比较人类胎儿视网膜、hPSC诱导的视网膜类器官及长期视网膜培养细胞

为了研究人类视网膜的发育，研究人员在胎儿的关键阶段使用单细胞RNA测序(RNA-seq)，并跟踪主要细胞类型的发育和过渡细胞的群体。并且分析了干细胞(hPSC)来源的视网膜类器官；虽然在相当于胎儿视网膜的年龄时，类器官的细胞组成非常相似，但在特定细胞类型的基因表达上存在一些差异。此外，与胎儿视网膜相比，在更高级的类器官阶段，视网膜内层膜被破坏。为了确定内视网膜的组织紊乱是否由培养条件引起，研究分析了维持在类似条件下胎儿视网膜发育的情况。这些视网膜微球发育至少6个月，显示出比视网膜类器官更好的视网膜内分层。单细胞RNA测序比较胎儿视网膜、视网膜类器官和视网膜微球，为开发更好的视网膜疾病体外模型提供了资源。

 

 

（八）

 

单细胞分辨率下体外和体内条件下人呼吸道发育

芽尖祖细胞产生所有的鼠肺上皮细胞系，并已在发育中的人类肺中被描述；然而，控制人类芽尖向特定谱系分化的机制尚不清楚。该研究使用同质的人芽尖类器官培养，并确定SMAD信号是芽尖-气道过渡的关键调控因子。SMAD诱导导致了具有功能基底细胞的气道样类器官的分化，这些细胞具有克隆扩增和多向分化的能力。为了以体外来源的类器官中作为基准，研究人员开发了一个生长11.5至21周的人肺的单细胞mRNA测序图谱，该图谱显示了体外来源的气道与体内气道之间的高度相似性。总之，这项工作阐明了人类气道的体外分化，并提供了一个单细胞图谱的发育中的人类肺。

 

 

（九）

 

2019-nCoV ACE2受体在口腔黏膜上皮细胞中呈现高表达

据报道，ACE2是2019-nCoV的主要宿主细胞受体，在病毒进入细胞引起最终感染的过程中起着至关重要的作用。为了研究2019-nCov感染口腔粘膜的潜在途径，收集了TCGA和FANTOM5 CAGE两个公共数据库的bulk RNA-seq数据。分析13种TCGA癌旁正常组织器官类型和14种FANTOM5 CAGE正常组织器官类型的RNA-seq数据，探讨和验证ACE2在口腔粘膜的表达。此外，使用来自内部独立数据的单细胞转录组来识别和确认口腔中表达ACE2的细胞组成和比例。结果表明，ACE2表达于口腔粘膜。有趣的是，这种受体在舌头的上皮细胞中高度富集。初步阐明了口腔是2019-nCoV感染易感性潜在高危区这一基本机制，为今后在牙科临床实践和日常生活中预防策略提供了依据。

 

 

（十）

 

单细胞RNA-seq显示鼻咽癌肿瘤和浸润免疫细胞的图谱

鼻咽癌是我国南方及东南亚地区最常见的恶性肿瘤之一，其特点是淋巴细胞浸润密集，预后差。单细胞测序的出现是解决肿瘤异质性的有力工具，并在肿瘤微环境(TME)中描绘了肿瘤细胞与邻近基质细胞和免疫细胞之间的复杂交流。本研究利用单细胞RNA-seq分析了来自三个鼻咽癌肿瘤组织的肿瘤细胞和浸润免疫细胞。在该研究中，恶性细胞在个体患者中表现出肿瘤内和肿瘤间的异质性。免疫细胞分析揭示了鼻咽癌肿瘤中不同免疫细胞的异质性组成和T细胞的不同功能状态。此外，结合从免疫细胞全长单细胞测序数据重建T细胞受体(TCR)序列，结果确定了不同的T细胞克隆类型和在单个肿瘤中的扩增分布。总之，这项研究首先揭示了鼻咽癌肿瘤和浸润性免疫细胞的图谱。这些结果对周围微环境中免疫细胞清除肿瘤的机制提供了更深入的认识，有助于改进鼻咽癌的靶向和免疫治疗。

 

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