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湯富酬團(tuán)隊(duì)發(fā)布單細(xì)胞全長(zhǎng)三代測(cè)序技術(shù)新進(jìn)展

自2016年單細(xì)胞技術(shù)發(fā)展迅速，出現(xiàn)了大量不同原理和分離方案的單細(xì)胞技術(shù)平臺(tái)，但這些平臺(tái)大多數(shù)基于NGS測(cè)序，將RNA打斷成小片段進(jìn)行檢測(cè)，這樣提高了檢測(cè)的通量和效率，但丟失了來(lái)自RNA層面的結(jié)構(gòu)信息，尤其是其檢測(cè)的標(biāo)記端幾百bp堿基，無(wú)法獲得RNA全長(zhǎng)信息導(dǎo)致的RNA剪接信息丟失。為了克服上面的問(wèn)題，研究人員開發(fā)了SCAN-seq2，一種基于TGS平臺(tái)的高通量，高靈敏度的全長(zhǎng)RNA-seq方法。

研究對(duì)來(lái)自九個(gè)細(xì)胞系的總共5472個(gè)細(xì)胞進(jìn)行了SCAN-seq2，參考引導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄組組裝，研究人員鑒定了數(shù)千種新型全長(zhǎng)RNA亞型。并且可以準(zhǔn)確確定高度多態(tài)性T細(xì)胞受體（TCR）和B細(xì)胞受體（BCR）基因（免疫球蛋白）的V（D）J重排事件。文章中通過(guò)SCAN-seq2和基于NGS的方法鑒定的同一文庫(kù)的ERCC UMI，比較了重復(fù)性，靈敏性，穩(wěn)定性等指標(biāo)，均顯示該方法具有優(yōu)秀的性能。SCAN-seq2所需的測(cè)序深度可能遠(yuǎn)低于短讀長(zhǎng)測(cè)序。

作為一種更方便的工具，SCAN-seq2可用于以單細(xì)胞和單個(gè)RNA亞型分辨率研究不同的生物系統(tǒng)，并幫助了解許多疾病的復(fù)雜機(jī)制。

///? 02?

空間代謝組發(fā)現(xiàn)新肌纖維亞型

骨骼肌是由四種不同代謝特征的肌纖維亞型組成的，在機(jī)體其他結(jié)構(gòu)中存在一種超快收縮肌纖維 (SFMs)，是脊椎動(dòng)物中收縮最快的肌肉類型，如眼外肌中就存在SFMs，這些細(xì)胞最顯著的特征是代謝模式不同，既有超高糖酵解能力也有大量線粒體，以持續(xù)服務(wù)超快收縮頻率。MALDI-MSI的空間代謝組學(xué)是近年來(lái)發(fā)展的一種帶有空間信息的代謝物檢測(cè)技術(shù)，但其在代謝物注釋、鑒定及圖像精準(zhǔn)共配準(zhǔn)等方面都面臨著更大的挑戰(zhàn)，而肌肉的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、且肌纖維細(xì)胞的大小足以提供超過(guò)檢測(cè)限的代謝物，是高分辨率空間代謝組的理想模型。

本文利用小鼠骨骼肌樣本優(yōu)化了樣本制備過(guò)程，提高了單肌纖維的表面積，增強(qiáng)了離子豐度，并獲得了高空間分辨率的肌纖維質(zhì)譜圖像。然后結(jié)合常規(guī)的LC-MS非靶向代謝組學(xué)分析進(jìn)行交叉驗(yàn)證，產(chǎn)生了更可靠的空間代謝組學(xué)結(jié)果。在空間代謝組數(shù)據(jù)分析過(guò)程中第一次發(fā)現(xiàn)了2b mitohigh肌纖維亞型，其具有抗疲勞代謝及超快肌纖維表達(dá)的分子特征，解析了骨骼肌中肌纖維代謝亞型的異質(zhì)性，豐富了對(duì)骨骼肌纖維亞型的認(rèn)識(shí)，加深了對(duì)生理或病理?xiàng)l件下肌纖維重塑的理解。

///? 03

單細(xì)胞測(cè)序助力CD26陰性和CD26陽(yáng)性的組織常駐成纖維細(xì)胞有助于區(qū)分乳腺癌中功能不同的CAF亞群

腫瘤發(fā)生不僅由基因改變的癌細(xì)胞本身控制，還由腫瘤微環(huán)境(TME)中的非惡性宿主細(xì)胞控制，后者強(qiáng)烈影響腫瘤進(jìn)展、轉(zhuǎn)移和治療反應(yīng)。TME中最主要的細(xì)胞類型之一是癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞(CAFs)。CAFs大量存在于幾乎所有腫瘤的微環(huán)境中，并強(qiáng)烈影響腫瘤進(jìn)展。盡管對(duì)它們的功能和異質(zhì)性有了越來(lái)越多的了解，但對(duì)CAFs的起源知之甚少。了解CAF異質(zhì)性的起源是開發(fā)成功的基于CAF的靶向治療的必要條件。

通過(guò)對(duì)小鼠的各種移植研究，研究者發(fā)現(xiàn)侵襲性小葉性乳腺癌和三陰性乳腺癌中的CAFs都起源于乳腺組織中的正常成纖維細(xì)胞(NFs)。體內(nèi)和體外單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究顯示CD26+和CD26-?NF群體分別轉(zhuǎn)變?yōu)檠仔訡AFs (iCAFs)和肌成纖維細(xì)胞CAFs (myCAFs)。功能共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)表明，CD26+?NFs轉(zhuǎn)化為促腫瘤iCAFs，以CXCL12依賴的方式招募髓細(xì)胞，并通過(guò)基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)活性增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的侵襲。

總之，研究者的數(shù)據(jù)表明CD26+和CD26-?NFs在乳腺癌小鼠模型中轉(zhuǎn)化為不同的CAF亞群。

///? 04?

垂體瘤新分型有效預(yù)測(cè)遠(yuǎn)期復(fù)發(fā)

垂體瘤是人體常見(jiàn)的神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤，根據(jù)激素分泌和免疫組化，垂體瘤可分為10種亞型，但這些分型對(duì)于預(yù)測(cè)患者復(fù)發(fā)效果有限，并且垂體瘤的亞型繁多，各亞型的起源不明確，缺乏評(píng)估腫瘤分化程度的分子標(biāo)志物，而腫瘤起源和分化程度對(duì)于預(yù)測(cè)預(yù)后效果非常重要。

本研究利用單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序?qū)?例成人垂體前葉組織和21例垂體瘤組織共64,937個(gè)細(xì)胞進(jìn)行檢測(cè)，獲得了垂體瘤的圖譜，在其中PIT1譜系（垂體瘤的一種亞型）的細(xì)胞中有一群細(xì)胞不表達(dá)經(jīng)典的垂體激素（GH、PRL、TSH），通過(guò)擬時(shí)間序列分析和RNA速率分析發(fā)現(xiàn)這群細(xì)胞在分化軌跡的最前端，具有分化為成熟GH、PRL、TSH的潛力，因此將這些細(xì)胞命名為PIT1祖細(xì)胞（Pro.PIT1），進(jìn)一步比較正常垂體和垂體瘤的個(gè)亞群的特征及相似性打分將垂體瘤劃分為高、低分化組，并對(duì)各自的特征基因、轉(zhuǎn)錄因子、通路等進(jìn)行分析，最后為了驗(yàn)證垂體瘤分化分型對(duì)預(yù)后預(yù)測(cè)的價(jià)值，進(jìn)行了800人的獨(dú)立隊(duì)列的生存分析，發(fā)現(xiàn)其預(yù)測(cè)效果優(yōu)于Ki67，其中PIT1，TPIT的低分化組和腫瘤復(fù)發(fā)率高，而在SF1中則高分化組復(fù)發(fā)率更高，這樣有趣的結(jié)果具體的機(jī)制還要進(jìn)一步及逆行探索。

總之，該研究將分化程度引入垂體瘤的二分行策略，并指導(dǎo)復(fù)發(fā)預(yù)測(cè)的分子分型。

///? 05

空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序：增強(qiáng)海馬神經(jīng)發(fā)生改善阿爾茨海默病患者的記憶損傷

研究發(fā)現(xiàn)，在阿爾茨海默?。ˋD）患者和家族性阿爾茨海默?。‵AD）小鼠模型中，海馬神經(jīng)發(fā)生受損。但目前對(duì)于新的神經(jīng)元是否在記憶缺陷中起著誘發(fā)作用。

本研究通過(guò)空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)發(fā)現(xiàn)，未成熟的神經(jīng)元在執(zhí)行海馬體依賴的任務(wù)后被積極地招募到記憶印記中，但是在FAD中招募嚴(yán)重不足。被招募的未成熟神經(jīng)元表現(xiàn)出脊柱密度受損和轉(zhuǎn)錄譜的改變。在FAD小鼠中，靶向增強(qiáng)神經(jīng)發(fā)生恢復(fù)了印記中新神經(jīng)元的數(shù)量、樹突棘密度以及未成熟和成熟神經(jīng)元的轉(zhuǎn)錄特征，最終導(dǎo)致改善記憶損傷。AD患者神經(jīng)發(fā)生增強(qiáng)后未成熟神經(jīng)元的化學(xué)發(fā)生失活，逆轉(zhuǎn)小鼠的表現(xiàn)，并記憶減弱。值得注意的是，AD-linked App、ApoE和Adam10是基因印記中最重要的差異表達(dá)基因。

總的來(lái)說(shuō)，這些觀察結(jié)果表明，神經(jīng)發(fā)生損傷導(dǎo)致了AD的記憶失敗。

參考文獻(xiàn)?

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