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时空月速览 | 282篇文章,追踪发育/再生/演化/疾病/技术前沿研究(2023年6月)

2023-07-12 15:47 作者:华大时空  | 我要投稿



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6月1日-30日期间发表的282文章(包括article、review等;IF≥5),按研究领域分类梳理,详见下表。此外,华大时空按照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。



01、综述/Review


1. 单细胞多组学的技术前景和应用

The technological landscape and applications of single-cell multi-omics

2023-06-06; Nature Reviews. Molecular Cell Biology; IF: 112.700; DOI: 10.1038/s41580-023-00615-w

内容概要:讨论了过去十年中单细胞多组学技术如何使用以优化吞吐量和分辨率、模态集成、唯一性和准确性为特征的框架进行调整和改进,强调了这些技术在细胞谱系追踪、组织特异性和细胞特异性图谱生成、肿瘤免疫学和癌症遗传学,以及基础研究和转化研究中细胞空间信息映射方面的影响,并探讨了已被开发用于链接不同组学模式的生物信息学工具。


2. 单细胞多组学时代的基因调控网络推断

Gene regulatory network inference in the era of single-cell multi-omics

2023-06-26; Nature Reviews. Genetics; IF: 42.700; DOI: 10.1038/s41576-023-00618-5

内容概要:回顾了基因调控网络(gene regulatory network,GRN)的关键原则,包括来自转录组学和染色质可及性数据的转录因子-基因相互作用,并重点讨论了使用单细胞多模态数据的方法的比较和分类,强调了GRN推断中的挑战和使用其他数据模式的进一步发展。


3. 脊髓损伤:分子机制和治疗干预

Spinal cord injury: molecular mechanisms and therapeutic interventions

2023-06-26; Signal Transduction and Targeted Therapy; IF: 39.300; DOI: 10.1038/s41392-023-01477-6

内容概要:综述了脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)的流行病学和病理生理学,介绍了神经再生和神经回路重建的最新研究进展,并提出了SCI修复和临床应用的未来方向。


4. 基于蛋白质基因组学的功能基因组研究:在植物中的方法、应用和展望

Proteogenomics-based functional genome research: approaches, applications, and perspectives in plants

2023-06-24; Trends in Biotechnology; IF: 17.300; DOI: 10.1016/j.tibtech.2023.05.010

内容概要:总结了植物蛋白质基因组学的研究成果,并介绍了各种蛋白质基因组学方法的技术特点。将蛋白质基因组学与其他组学(例如代谢组学、肽组学)相结合,可以更深入地了解植物的基因功能。


02、时空/单细胞技术

SpatialTemporal and Single-Cell Technology


5. 分子分辨率的空间单细胞翻译组学

Spatially resolved single-cell translatomics at molecular resolution

2023-06-30; Science; IF: 56.900; DOI: 10.1126/science.add3067

内容概要:建立了空间翻译组测序技术——RIBOmap(Ribosome-bound mRNA mapping),并将RIBOmap应用于HeLa细胞和小鼠大脑组织,揭示了亚细胞定位、细胞周期依赖、细胞类型特异和脑区特异的翻译调控。


6. 利用程序化cDNA串联的高通量RNA异构体测序

High-throughput RNA isoform sequencing using programmed cDNA concatenation

2023-06-08; Nature Biotechnology; IF: 46.900; DOI: 10.1038/s41587-023-01815-7

内容概要:介绍了一种以编程方式将互补DNAs(cDNAs)串联成最适合长读长测序的单分子技术MAS-ISO-seq(multiplexed arrays isoform sequencing),与Sequel IIe测序仪相比,该技术将通量提高了15倍以上,每次运行的cDNA读数接近4,000万。将MAS-ISO-seq应用于肿瘤浸润性T细胞的scRNA-seq时,显示不同剪接基因的发现增加了12~32倍。


7. 空间转录组学揭示乳腺癌上皮内T细胞的克隆扩增

Clonal expansion of intra-epithelial T cells in breast cancer revealed by spatial transcriptomics

2023-06-12; International Journal of Cancer; IF: 6.400; DOI: 10.1002/ijc.34620

内容概要:该研究将激光捕获显微解剖与RNA提取、外显子捕获和测序相结合,开发了一种强大的空间转录组学方法ST-FFPE,可用于福尔马林固定石蜡包埋(formalin fixed paraffin-embedded,FFPE)的肿瘤样本分析。使用ST-FFPE分析来自三阴性乳腺癌患者的存档FFPE样本,验证了该方法的可行性,并发现与间质肿瘤浸润淋巴细胞相比,上皮内肿瘤浸润淋巴细胞的多样性减少,而克隆性增加。


03、生信工具/Bioinformatics Tools


8. 通过转录组网络的从头联合嵌入对寡细胞和单细胞进行空间重建

Spatial reconstruction of oligo and single cells by de novo coalescent embedding of transcriptomic networks

2023-06-15; Advanced Science; IF: 15.100; DOI: 10.1002/advs.202206307

内容概要:建立了一种单细胞/寡细胞转录组数据从头空间重构算法:D-CE(De Novo Coalescent Embedding)。使用来自人类、小鼠、果蝇和斑马鱼等多个不同物种的组织转录组数据,重构了对应组织的空间基因表达模式,并证明了D-CE的性能优于目前已知的从头空间重构算法(novoSpaRc和CSOmap)和转录组分析中常用的降维可视化方法。


9. 多模态图像融合为质谱成像提供了更高的空间分辨率

Multimodal image fusion offers better spatial resolution for mass spectrometry imaging

2023-06-09; Analytical Chemistry; IF: 8.008; DOI: 10.1021/acs.analchem.3c02002

内容概要:介绍了一种基于多模态图像融合的深度学习模型——DeepFERE,该方法不仅能够在质谱成像(mass spectrometry imaging,MSI)中保留丰富的化学信息,而且能够在高分辨率下提高组织结构细节的可视化。将DeepFERE应用于小鼠脑样本的MSI数据集,表明该方法优于基于视觉检查和定量评估的常用方法。此外,在人类肝癌和结直肠腺癌的两个MSI数据集上验证了DeepFERE划定癌变区域和癌旁区域边界的能力。


04、生长发育/Growth and Development


10. 人类乳腺单细胞空间基因组图谱

A spatially resolved single-cell genomic atlas of the adult human breast

Nature; IF: 64.800; DOI: 10.1038/s41586-023-06252-9

内容概要:构建了单细胞和空间分辨率的综合人类乳腺细胞图谱(Human Breast Cell Atlas,HBCA),包含来自126名女性的714,331个细胞和来自20名女性的117,346个细胞核。同时,使用四种不同技术的空间测绘揭示了一个意想不到的丰富的组织驻留免疫细胞生态系统,以及导管和小叶区域之间明显的分子差异。HBCA为研究乳腺生物学、发育及乳腺癌等疾病提供了全面的参考。


11. 作为单细胞比较基因组学模型的兔子发育图谱

An atlas of rabbit development as a model for single-cell comparative genomics

2023-06-15; Nature Cell Biology; IF: 21.300; DOI: 10.1038/s41556-023-01174-0

内容概要:通过高分辨率全胚胎组织学、scRNA-seq和scATAC-seq联合分析,构建了兔发育早期(妊娠7~9天)的超过180,000个单细胞的转录和染色质可及性图谱,以及来自涵盖原肠胚形成、胚胎着床、羊膜生产和早期器官发生的胚胎形态学图谱,并展示了如何利用兔子和小鼠图谱的组合从稀疏的猕猴和人类数据中获取新的生物学见解。


12. 大麦籽粒萌发的空间分辨转录组分析

Spatially resolved transcriptomic analysis of the germinating barley grain

2023-06-23; Nucleic Acids Research; IF: 14.900; DOI: 10.1093/nar/gkad521

内容概要:开发了用于分析谷物大麦籽粒萌发过程的空间转录组学工作流程,以55 μm空间分辨率分析大麦籽粒吸水膨胀后0、1、3、6和24小时的5~6种组织类型的转录特征,检测到超过14,000个差异表达基因,并确定了特定的目标功能基因组,如生长素运输基因。大麦籽粒萌发期间的空间细胞图谱数据可从https://spatial.latrobe.edu.au/获取。


13. 在胚胎和成年哺乳动物心脏中持续存在具有最小细胞-细胞通讯的独特单核二倍体心脏亚群

Distinct mononuclear diploid cardiac subpopulation with minimal cell-cell communications persists in embryonic and adult mammalian heart

2023-06-09; Frontiers of Medicine; IF: 8.100; DOI: 10.1007/s11684-023-0987-9

内容概要:联合scRNA-seq、snRNA-seq和空间转录组技术,分析来自小鼠胚胎第17.5天和出生后第2、8天的12,645个心肌细胞(cardiomyocytes,CMs),确定了CM发育过程中的一种特殊的单核二倍体CMs(MNDCMs)状态维持通路。该通路的CM-成纤维细胞通讯最少,并鉴定了2个具有不同增殖活性、代谢特性和通讯模式的新型MNDCMs亚群,突出了发育过程中细胞微环境对CMs命运决定的重要性。


05、再生医学/Regenerative Medicine


14. 单细胞分析揭示槲皮素在促进头发再生中的重要作用

Single-cell profiling reveals a potent role of quercetin in promoting hair regeneration

2023-06-07; Protein and Cell; IF: 21.100; DOI: 10.1093/procel/pwac062

内容概要:报道了通过背部涂抹和口服灌胃槲皮素(quercetin,Que)两种方式均能有效促进小鼠的毛发再生,并通过构建Que促进毛发再生的高分辨动态单细胞转录组图谱,揭示了Que通过激活内皮细胞中的HIF-1α信号通路来促进毛发再生的分子机制。


15. 时空转录组图谱揭示涡虫再生的动态特征和关键调控因子

Spatiotemporal transcriptomic atlas reveals the dynamic characteristics and key regulators of planarian regeneration

2023-06-02; Nature Communications; IF: 16.600; DOI: 10.1038/s41467-023-39016-0

内容概要:建立了涡虫再生的特征细胞分布和基因表达模式的综合时空景观(6个时间点),以及涡虫再生的单细胞转录图谱(8个时间点),通过整合绘制了涡虫再生的综合3D时空转录组图谱,这为破译再生和识别稳态相关基因提供了强大工具。


07、疾病研究/Disease Research


恶性肿瘤


16. 癌症中Y染色体的缺失通过逃避适应性免疫来驱动生长

Y chromosome loss in cancer drives growth by evasion of adaptive immunity

2023-06-21; Nature; IF: 64.800; DOI: 10.1038/s41586-023-06234-x

内容概要:深入研究自然发生的Y染色体缺失(loss of the Y chromosome,LOY)突变膀胱癌细胞,以及通过CRISPR-Cas9技术靶向敲除Y染色体的细胞,结合snRNA-seq和空间蛋白质组学验证,证明了膀胱癌中的LOY与更具侵袭性的肿瘤生长和不良预后有关。此外,LOY突变肿瘤会促进肿瘤微环境中CD8+T细胞的耗竭,从而使它们对PD-1靶向免疫疗法敏感。


17. Stereo-seq揭示人类肝癌浸润区促进肝细胞-肿瘤细胞串扰、局部免疫抑制和肿瘤进展

An invasive zone in human liver cancer identified by Stereo-seq promotes hepatocyte-tumor cell crosstalk, local immunosuppression and tumor progression

2023-06-19; Cell Research; IF: 44.100; DOI: 10.1038/s41422-023-00831-1

内容概要:联合Stereo-seq和scRNA-seq系统研究肿瘤组织、肿瘤边缘区域、肿瘤旁组织,以及正常或转移性淋巴结的细胞组成和转录特征,揭示了人类肝癌肿瘤侵袭前沿特征,为开发肝癌和其他实体肿瘤的新治疗策略铺平了道路。


18. 胰腺导管内乳头状黏液性肿瘤的空间转录组学确定NKX6-2是胃分化和惰性生物潜能的驱动因素

Spatial transcriptomics of intraductal papillary mucinous neoplasms of the pancreas identifies NKX6-2 as a driver of gastric differentiation and indolent biological potential

2023-06-07; Cancer Discovery; IF: 28.200; DOI: 10.1158/2159-8290.CD-22-1200

内容概要:利用空间转录组学和单细胞反卷积方法,分析来自胰腺导管内乳头状黏液性肿瘤(intraductal papillary mucinous neoplasms,IPMN)患者的一组具有不同程度异型增生和上皮形态的冷冻档案样本,发现NKX6-2不仅是在早期 IPMN中观察到的独特胃转录谱和组织学表型的驱动因素,而且它在IPMN上皮细胞中的持续表达预示着这种囊性前体病变的惰性生物学潜力。


19. 单细胞转录组学和表观基因组学揭示单核细胞在神经母细胞瘤骨髓转移中的作用

Single-cell transcriptomics and epigenomics unravel the role of monocytes in neuroblastoma bone marrow metastasis

2023-06-26; Nature Communications; IF: 16.600; DOI: 10.1038/s41467-023-39210-0

内容概要:应用scRNA-seq和scATAC-seq分析来自11例受试者(涵盖3种主要神经母细胞瘤亚型)的骨髓抽吸物,并将其与5例年龄匹配且无转移的骨髓进行比较,发现神经母细胞瘤肿瘤细胞通过巨噬细胞迁移抑制因子和midkine信号重构骨髓微环境,特别是单核细胞,其具有M1和M2特征,并表达肿瘤促进因子,类似于肿瘤相关巨噬细胞。


20. 单细胞和空间转录组分析揭示肝转移性结直肠癌的细胞异质性

Single-cell and spatial transcriptome analysis reveals the cellular heterogeneity of liver metastatic colorectal cancer

2023-06-16; Science Advances; IF: 13.600; DOI: 10.1126/sciadv.adf5464

内容概要:联合使用scRNA-seq、空间转录组、免疫组化染色和流式细胞术,分析来自从6例结直肠癌(colorectal cancer,CRC)患者27个样本的41,892 个CD45−非免疫细胞和196,473个CD45+免疫细胞,全面绘制了CRC和匹配良好的肝转移性CRC的细胞图谱,揭示了成纤维细胞的不同谱系和功能,以及不同肿瘤微环境中免疫细胞的动态性质。


非癌疾病


21. 抗原驱动的结肠炎症与原发性硬化性胆管炎的发育不良的发生有关

Antigen-driven colonic inflammation is associated with development of dysplasia in primary sclerosing cholangitis

2023-06-15; Nature Medicine; IF: 82.900; DOI: 10.1038/s41591-023-02372-x

内容概要:结合流式细胞术、bulk RNA-seq、scRNA-seq,以及T细胞和B细胞受体测序技术,分析来自65例原发性硬化性胆管炎(primary sclerosing cholangitis,PSC)患者、108例炎症性肠病(infammatory bowel disease,IBD)患者和48例健康个体的右结肠组织,发现PSC和IBD之间炎症的性质和促进发育不良的机制是不同的,且PSC炎症可能是抗原驱动的。


22. 髓鞘功能障碍导致阿尔茨海默病模型中的淀粉样蛋白-β沉积

Myelin dysfunction drives amyloid-β deposition in models of Alzheimer's disease

2023-05-31; Nature; IF: 64.800; DOI: 10.1038/s41586-023-06120-6

内容概要:利用具有髓磷脂缺陷的阿尔兹海默病(Alzheimer's disease,AD)小鼠模型,结合bulk和单细胞RNA-seq分析,发现年龄依赖性的髓鞘结构缺陷直接或间接地促进A-β斑块形成,是AD的上游风险因素。改善少突胶质细胞健康和髓鞘完整性可能是延缓AD发展和减缓进展的有希望的靶点。


23. 心脏周细胞获得纤维化表型并有助于心肌梗塞后的血管成熟

Cardiac pericytes acquire a fibrogenic phenotype and contribute to vascular maturation after myocardial infarction

2023-06-23; Circulation; IF: 37.800; DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.123.064155

内容概要:使用NG2Dsred;PDGFRαEGFP周细胞:成纤维细胞双报告小鼠和诱导型 NG2CreER小鼠来研究心肌梗死中周细胞的命运和表型调节,结合聚合酶链反应阵列和scRNA-seq技术,发现在心肌梗塞愈合过程中,心脏周细胞上调纤维化相关基因的表达,表现出基质合成和基质重塑特征。周细胞特异性TGF-β信号传导通过防止不良扩增重塑在梗死脉管系统的成熟中发挥核心作用,但它不调节纤维化重塑。


24. 类风湿关节炎中滑膜成纤维细胞异质性的驱动因素

Drivers of heterogeneity in synovial fibroblasts in rheumatoid arthritis

2023-06-05; Nature Immunology; IF: 30.500; DOI: 10.1038/s41590-023-01527-9

内容概要:使用配对的scRNA-seq和scATAC-seq、多重成像技术和空间转录组学,以及细胞外在因子信号转导的体外建模,建立了类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis,RA)患者发炎关节中成纤维细胞样滑膜细胞(fbroblast-like synoviocyte,FLS)异质性的空间图谱,并定义了其独特的转录特征和染色质可及性模式,这是由局部暴露于骨髓和T细胞衍生的不同促炎细胞因子驱动的。


25. 空间转录组学通过新兴细胞生态系统对银屑病的严重程度进行分层

Spatial transcriptomics stratifies psoriatic disease severity by emergent cellular ecosystems

2023-06-02; Science Immunology; IF: 24.800; DOI: 10.1126/sciimmunol.abq7991

内容概要:通过空间转录组技术分析来自3名健康对照和11例银屑病(psoriatic disease,PsO)/PsO关节炎患者的25个皮肤活检组织样本,并与公共scRNA-seq数据集进行整合,揭示了健康皮肤和发炎皮肤之间免疫微生态位的显著差异,发现轻度和重度PsO具有不同的分子特征,重度PsO可能会严重改变远端未受影响皮肤部位的细胞和代谢组成。


26. 神经精神性狼疮小鼠模型大脑中1型干扰素信号的空间富集

Spatial enrichment of the type 1 interferon signature in the brain of a neuropsychiatric lupus murine model

2023-06-25; Brain, Behavior, and Immunity; IF: 15.100; DOI: 10.1016/j.bbi.2023.06.021

内容概要:利用神经精神症状(neuropsychiatric symptom,NPSLE)狼疮小鼠模型,并结合基于图像的空间转录组学分析,发现中枢神经系统中的1型干扰素可能通过抑制一般细胞通讯通路,在介导NPSLE行为表型中发挥重要作用。1型干扰素信号调节剂是NPSLE的潜在治疗选择。


27. scRNA-seq揭示PegIFN-α在慢性乙型肝炎患者中的免疫调节作用

Single-cell RNA sequencing reveals the immunoregulatory roles of PegIFN-α in patients with chronic hepatitis B

2023-06-27; Hepatology(Baltimore, Md.); IF: 13.500; DOI: 10.1097/HEP.0000000000000524

内容概要:使用scRNA-seq绘制了在PegIFN-α治疗前后慢性乙型肝炎(chronic hepatitis B,CHB)患者外周免疫细胞的转录组图谱,拓展了对CHB病理特征和PegIFN-α免疫调节作用的理解,为CHB的临床诊断和治疗提供了新见解。


08、其他研究/Other Research 


28. 蜜蜂群体攻击与基因调控网络有关

Single-cell dissection of aggression in honeybee colonies

2023-06-01; Nature Ecology and Evolution; IF: 16.800; DOI: 10.1038/s41559-023-02090-0

内容概要:使用bulk RNA-seq、scRNA-seq和基因调控网络(gene regulatory network,GRN)分析,比较觅食蜂和兵峰大脑,以及来自低攻击性和高攻击性群体的觅食蜂、兵蜂大脑的基因表达与调节,发现GRN可塑性与群体攻击性密切相关,与攻击性较小的群体相比,攻击性较强群体的兵峰和觅食者之间的GRN动态差异较大,确认了与蜜蜂群体攻击行为相关的基因调控影响了构成劳动分工基础的机制。


29. 层级波动形成一种与意识状态相联系的动态流

Hierarchical fluctuation shapes a dynamic flow linked to states of consciousness

2023-06-05; Nature Communications; IF: 16.600; DOI: 10.1038/s41467-023-38972-x

内容概要:通过多模态跨尺度融合的计算建模框架,分析不同意识状态(包含睡眠、麻醉、困倦、迷幻、精神疾病等)下的功能影像数据,并结合电生理学和转录组学证据,发现全局意识状态是由沿低维宏观尺度梯度约束的有效分层处理支持,可以概念化为源自自发皮层活动的拓扑特征。


30. 通过YAP/TAZ和TEAD机械控制哺乳动物昼夜节律

Mechanical control of the mammalian circadian clock via YAP/TAZ and TEAD

2023-06-28; The Journal of Cell Biology; IF: 7.800; DOI: 10.1083/jcb.202209120

内容概要:使用单细胞昼夜节律的高通量分析,并结合受控制的机械、生化和遗传扰动分析,发现转录调节因子YAP/TAZ的高核水平会导致哺乳动物细胞内Rev-erbα表达的明显变化,以及随后成纤维细胞昼夜节律时钟的故障。这种新的分子机制是TED依赖性的,可以解释与高核YAP/TAZ易位相关情况(如在癌症和衰老)中昼夜节律的受损。

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