10x Genomics單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組2020年1月文章集錦

發(fā)稿時(shí)間：2020-03-23來(lái)源：天昊生物

2020年1月份10x Genomics平臺(tái)單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組文章共計(jì)33篇（數(shù)據(jù)來(lái)源于10x官網(wǎng)），我們精選其中10篇文章總結(jié)了研究?jī)?nèi)容供大家閱讀，文末匯總了其它文章的相關(guān)信息。

 

《一》

整合基因表達(dá)圖譜分析方法發(fā)現(xiàn)了肺腫瘤內(nèi)皮細(xì)胞異質(zhì)性及血管生成的候選基因

摘要：患者、物種(人/小鼠)和模型(體內(nèi)/體外)之間肺腫瘤內(nèi)皮細(xì)胞(TEC)表型的異質(zhì)性在單細(xì)胞水平上的研究仍然很少。我們用單細(xì)胞RNA測(cè)序了來(lái)自人（1例大細(xì)胞癌、4例鱗癌、3例腺癌，未經(jīng)治療）/小鼠肺腫瘤、正常肺及培養(yǎng)的人肺TECs的56,771個(gè)內(nèi)皮細(xì)胞（MACS CD45-CD31+），并檢測(cè)到17種已知的和16種以前未被識(shí)別的表型，包括推斷的調(diào)節(jié)免疫監(jiān)視的TECs。我們將典型的尖端（tip）TECs分解為已知的遷移尖端和假定的基底膜重塑破壞（breach）表型。Tip TEC特征與患者生存期相關(guān)，而Tip /breach TECs對(duì)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子阻斷最敏感。只有tip TECs在物種/模型間是一致的，并共享保守的標(biāo)記。綜合分析不同人腫瘤的單細(xì)胞測(cè)序數(shù)據(jù)、正交多組學(xué)和meta分析數(shù)據(jù)，通過(guò)功能分析驗(yàn)證，確定膠原修飾是一種候選的血管生成途徑。

 

 

《二》

 

染色質(zhì)比對(duì)和單細(xì)胞免疫分析確定慢性淋巴細(xì)胞白血病中依魯替尼反應(yīng)的時(shí)間動(dòng)態(tài)

摘要：布魯頓酪氨酸激酶(BTK)抑制劑依魯替尼為慢性淋巴細(xì)胞白血病(CLL)患者提供了有效的治療，盡管該疾病存在廣泛的異質(zhì)性。為了明確潛在的調(diào)控動(dòng)態(tài)，我們分析了依魯替尼治療CLL患者的高分辨率時(shí)間進(jìn)程，結(jié)合免疫表型、單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析和染色質(zhì)比對(duì)。我們確定了一個(gè)一致的調(diào)控程序：在CLL細(xì)胞中開(kāi)始時(shí)NF-κB結(jié)合大幅減少，緊隨其后的是譜系定義（lineage-defining）的轉(zhuǎn)錄因子活性降低， CLL細(xì)胞的身份侵蝕，以及靜止樣基因特征出現(xiàn)。我們觀察了病人對(duì)病人執(zhí)行該程序速度的變化，并基于治療前病人樣本預(yù)測(cè)了病人對(duì)依魯替尼反應(yīng)的特定動(dòng)態(tài)?？傊覀兊难芯棵枋隽酥委熜砸种?span>CLL中B細(xì)胞受體信號(hào)的時(shí)間依賴性的細(xì)胞、分子和調(diào)控效應(yīng)，并為基于表觀基因組/轉(zhuǎn)錄組的治療監(jiān)測(cè)建立了一個(gè)廣泛適用的方法。

 

《三》

 

人和小鼠單細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄組測(cè)序顯示阿爾茨海默癥中依賴和不依賴TREM2的細(xì)胞反應(yīng)

摘要：膠質(zhì)細(xì)胞與阿爾茨海默病(AD)的發(fā)病機(jī)制有關(guān)。小膠質(zhì)細(xì)胞表面的髓細(xì)胞觸發(fā)受體2（TREM2）的變異增加了AD風(fēng)險(xiǎn)，而疾病相關(guān)的小膠質(zhì)細(xì)胞(DAM)的激活依賴于AD小鼠模型中的TREM2。我們通過(guò)單細(xì)胞核RNA測(cè)序研究了5XFAD小鼠和人類AD中與AD病理和TREM2相關(guān)的基因表達(dá)變化。我們證實(shí)了基于Trem2的DAM的存在，并在小鼠中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)以前未發(fā)現(xiàn)的Serpina3n+C4b+反應(yīng)性少突膠質(zhì)細(xì)胞群。有趣的是，在人類AD中明顯存在顯著不同的神經(jīng)膠質(zhì)表型。小膠質(zhì)細(xì)胞的特征提示IRF8驅(qū)動(dòng)的反應(yīng)性小膠質(zhì)細(xì)胞在周圍神經(jīng)損傷中的作用。少突膠質(zhì)細(xì)胞信號(hào)表明軸突髓鞘化和對(duì)神經(jīng)變性的代謝適應(yīng)能力受損。星形膠質(zhì)細(xì)胞的特征表明與神經(jīng)元的代謝協(xié)調(diào)減弱。值得注意的是，小膠質(zhì)細(xì)胞的反應(yīng)表型在TREM2-R47H和TREM2-R62H突變攜帶者中比在非攜帶中更不明顯，表明小鼠和人類AD中均需要TREM2，盡管存在明顯的物種特異性差異。

 

《四》

整合人眼表達(dá)數(shù)量性狀位點(diǎn)（eQTL）和單細(xì)胞圖譜信息發(fā)現(xiàn)年齡相關(guān)性黃斑變性致病基因

摘要：年齡相關(guān)性黃斑變性(AMD)是視力下降的主要原因。為了更好地了解該病的發(fā)病機(jī)制，并在GWAS位點(diǎn)中識(shí)別AMD風(fēng)險(xiǎn)的致病基因，我們呈現(xiàn)了一個(gè)完整的人類視網(wǎng)膜和視網(wǎng)膜色素上皮(RPE)數(shù)據(jù)庫(kù)。我們的數(shù)據(jù)庫(kù)包括來(lái)自129個(gè)供體的黃斑和非黃斑RNA測(cè)序，一個(gè)包括黃斑特異性視網(wǎng)膜和RPE/脈絡(luò)膜的全基因組表達(dá)數(shù)量性狀位點(diǎn)(eQTL)數(shù)據(jù)集，以及來(lái)自人類視網(wǎng)膜和RPE的單核RNA-seq(NucSeq)數(shù)據(jù)，超過(guò)10萬(wàn)個(gè)細(xì)胞的亞型分辨率。利用NucSeq，我們發(fā)現(xiàn)RPE細(xì)胞中豐富的表達(dá)AMD候選基因。根據(jù)AMD風(fēng)險(xiǎn)和眼睛eQTL的遺傳相關(guān)性信號(hào)的共定位，確定了15個(gè)可能的AMD致病基因，包括TSPAN10和TRPM1基因。這些結(jié)果證明了我們的人眼數(shù)據(jù)庫(kù)在闡明眼部疾病的遺傳途徑和潛在治療靶點(diǎn)方面的價(jià)值。

 

《五》

重建的單細(xì)胞命運(yùn)軌跡定義人PSC誘導(dǎo)的末梢肺祖細(xì)胞分化過(guò)程中的譜系可塑性窗口

摘要：肺泡上皮2型細(xì)胞(AEC2s)是兼性祖細(xì)胞，負(fù)責(zé)維持肺泡的一生，但很難從患者中分離出來(lái)。我們?cè)隗w外從人類多能干細(xì)胞(PSCs)中誘導(dǎo)AEC2s，并使用帶有慢病毒條形碼的時(shí)間進(jìn)展的單細(xì)胞RNA測(cè)序來(lái)分析其與胎兒和成年AEC2基準(zhǔn)相比的分化動(dòng)力學(xué)。我們觀察到細(xì)胞命運(yùn)分岔軌跡作為原始肺祖細(xì)胞在體外分化，一些后代達(dá)到他們的AEC2命運(yùn)目標(biāo)，而其他的分化到選擇性的非肺內(nèi)胚層命運(yùn)。我們建立了一個(gè)連續(xù)狀態(tài)隱馬爾可夫模型來(lái)識(shí)別信號(hào)的時(shí)間和類型，如過(guò)度興奮的Wnt反應(yīng)，這些信號(hào)會(huì)導(dǎo)致一些早期的多能NKX2-1+祖細(xì)胞失去肺命運(yùn)。最后，我們發(fā)現(xiàn)這種最初的發(fā)育可塑性是可調(diào)節(jié)的，并隨著時(shí)間的推移而減弱，最終導(dǎo)致PSC誘導(dǎo)的AEC2s表現(xiàn)出穩(wěn)定的表型和幾乎無(wú)限的自我更新能力。

 

《六》

 

人腎臟單細(xì)胞測(cè)序

摘要：對(duì)正常人體腎臟進(jìn)行全面的細(xì)胞解剖，對(duì)于解決腎臟疾病和腎癌的細(xì)胞起源問(wèn)題至關(guān)重要。某些腎臟疾病可能是細(xì)胞類型特異性的，尤其是腎小管細(xì)胞。為了研究人類腎臟的分類和轉(zhuǎn)錄組信息，我們快速獲得了腎臟的單細(xì)胞懸浮液，并進(jìn)行了單細(xì)胞RNA測(cè)序(scRNA-seq)。這里，我們展示了來(lái)自三個(gè)人類腎臟捐贈(zèng)者的23366個(gè)高質(zhì)量細(xì)胞的scRNA-seq數(shù)據(jù)。在這個(gè)數(shù)據(jù)集中，我們顯示了10類正常的人類腎細(xì)胞。由于單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組信息的高質(zhì)量，近端小管(PT)細(xì)胞被分為三種亞型，收集導(dǎo)管細(xì)胞被分為兩種亞型?？偟膩?lái)說(shuō)，我們的數(shù)據(jù)為腎細(xì)胞生物學(xué)和腎臟疾病的研究提供了可靠的參考。

 

《七》

 

整個(gè)哺乳動(dòng)物心臟的單細(xì)胞核測(cè)序

摘要：細(xì)胞水平的分析對(duì)于擴(kuò)展我們對(duì)復(fù)雜組織如哺乳動(dòng)物心臟的理解是必不可少的。單核測(cè)序(snRNA-seq)允許探索細(xì)胞組成和細(xì)胞特征，不存在單細(xì)胞測(cè)序的主要障礙。我們使用snRNA-seq首次對(duì)整個(gè)成年哺乳動(dòng)物心臟進(jìn)行了研究。單核定量和聚類可準(zhǔn)確呈現(xiàn)細(xì)胞類型，顯示出24個(gè)不同的聚類，其中內(nèi)皮細(xì)胞(28.8%)、成纖維細(xì)胞(25.3%)和心肌細(xì)胞(22.8%)構(gòu)成了主要的細(xì)胞群。一個(gè)額外的RNA速度分析使我們能夠研究轉(zhuǎn)錄動(dòng)力學(xué)，并被用來(lái)可視化細(xì)胞類型成熟和新生細(xì)胞狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變。我們用不同的標(biāo)記物鑒定了心肌細(xì)胞亞群。例如，Hand2os1的表達(dá)將未成熟的心肌細(xì)胞與分化的心肌細(xì)胞群體區(qū)分開(kāi)來(lái)。此外，我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)細(xì)胞群，包括內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)志物以及與心肌細(xì)胞功能明確相關(guān)的標(biāo)志物。我們的速度數(shù)據(jù)支持了這一觀點(diǎn)，即該群體正處于從內(nèi)皮細(xì)胞樣表型向心肌細(xì)胞樣表型的轉(zhuǎn)化過(guò)程中。綜上所述，我們首次報(bào)道了對(duì)整個(gè)成年哺乳動(dòng)物心臟的測(cè)序，提供了真實(shí)的細(xì)胞類型分布和RNA速度動(dòng)力學(xué)的相互關(guān)系。

 

 

《八》

 

人類青春期期間睪丸發(fā)育的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)錄組細(xì)胞圖譜

摘要：人類睪丸在青春期經(jīng)歷了劇烈的發(fā)育和結(jié)構(gòu)變化，包括體細(xì)胞的增殖和成熟，以及精子形成的開(kāi)始。為了表征這一未曾研究的過(guò)程，我們分析了4名青春期期間男孩的約10000個(gè)睪丸細(xì)胞的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，并將其與嬰兒和成人的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。在青春期，未分化的精原細(xì)胞在配子形成之前依次擴(kuò)展和分化。值得注意的是，我們鑒定了睪丸間質(zhì)和髓細(xì)胞的一種常見(jiàn)的青春期前的祖細(xì)胞，并描述了控制青春期分化的候選因素。此外，青春期前的塞爾托利氏細(xì)胞表現(xiàn)出兩種不同的轉(zhuǎn)錄狀態(tài)，它們?cè)谇啻浩谙蛞粋€(gè)可替代的單一成熟群體趨同之前的代謝特征也不同。通過(guò)對(duì)睪酮抑制的變性女性睪丸的單細(xì)胞分析進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了睪酮在塞爾托利氏細(xì)胞成熟、抗菌肽分泌和精原細(xì)胞分化中的作用。綜上所述，我們的人類睪丸發(fā)育轉(zhuǎn)錄圖譜提供了多種關(guān)于發(fā)育變化和伴隨男性青春期的關(guān)鍵因素的見(jiàn)解。

 

《九》

 

 

腫瘤進(jìn)化進(jìn)程中基因組事件驅(qū)動(dòng)著胰腺癌轉(zhuǎn)錄表型

摘要：胰臟腺癌是一種侵襲性極強(qiáng)的疾病。這種疾病的異質(zhì)性的基礎(chǔ)已經(jīng)被證明是難以解決的，因?yàn)椴畹哪[瘤細(xì)胞結(jié)構(gòu)和廣泛的基因組不穩(wěn)定性。為了解決這個(gè)問(wèn)題，從純化的原發(fā)和轉(zhuǎn)移性腫瘤的上皮細(xì)胞中產(chǎn)生了一個(gè)完整的基因組和轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)集。轉(zhuǎn)錄組分析表明，分子亞型是由腫瘤內(nèi)混合亞群驅(qū)動(dòng)的基因表達(dá)連續(xù)體的產(chǎn)物，這已被單細(xì)胞分析證實(shí)。整合的全基因組分析發(fā)現(xiàn)，分子亞型與KRAS突變和GATA6等基因的特定拷貝數(shù)變異有關(guān)。通過(guò)繪制腫瘤遺傳歷史，四倍體化成為這些事件背后的一個(gè)關(guān)鍵突變過(guò)程。綜上所述，這些數(shù)據(jù)支持了這樣一個(gè)前提，即腫瘤中基因組變異的集合導(dǎo)致了分子亞型，而疾病異質(zhì)性是由于在進(jìn)展過(guò)程中持續(xù)的基因組不穩(wěn)定性造成的。

 

《十》

 

發(fā)現(xiàn)人類β細(xì)胞中LIF響應(yīng)、可復(fù)制的亞群

摘要：在胚胎發(fā)生過(guò)程中形成的β細(xì)胞團(tuán)在胎兒和產(chǎn)后早期發(fā)育過(guò)程中被細(xì)胞復(fù)制放大。此后，β細(xì)胞功能成熟，通過(guò)低復(fù)制率維持其細(xì)胞團(tuán)。對(duì)于那些在成年期復(fù)制的少數(shù)β細(xì)胞，不知道復(fù)制是如何開(kāi)始的，也不知道這是否發(fā)生在β細(xì)胞的一個(gè)特定亞群中。我們利用YAP過(guò)表達(dá)系統(tǒng)誘導(dǎo)干細(xì)胞來(lái)源的β細(xì)胞的復(fù)制，并通過(guò)單細(xì)胞RNA測(cè)序發(fā)現(xiàn)了白血病抑制因子(LIF)通路的上調(diào)。LIF通路的激活可誘導(dǎo)人β細(xì)胞在體內(nèi)和體外的復(fù)制。LIF受體的表達(dá)被限制在一個(gè)轉(zhuǎn)錄獨(dú)特的人類β細(xì)胞的亞群中，該亞群的增殖能力增強(qiáng)。這項(xiàng)研究描繪了新的基因網(wǎng)絡(luò)，控制著LIF響應(yīng)的，復(fù)制能力強(qiáng)的人類β細(xì)胞的復(fù)制。