01

單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組發(fā)現(xiàn)非小細(xì)胞肺癌廣泛存在的混合譜系腫瘤細(xì)胞，可對非小細(xì)胞肺癌進(jìn)行精準(zhǔn)分型

非小細(xì)胞肺癌可以分為三個(gè)亞型：腺癌（ADC）、鱗癌（SCC）和大細(xì)胞癌（LCC），本文利用單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組技術(shù)對19例原發(fā)性非小細(xì)胞肺癌患者（14例ADC、3例SCC、1例復(fù)合型小細(xì)胞肺癌、1例混合型腺癌和神經(jīng)內(nèi)分泌癌）和1例軟骨瘤型錯(cuò)構(gòu)瘤患者的癌旁組織和腫瘤組織進(jìn)行研究，鑒定了6類普遍存在的主要細(xì)胞類型，對上皮細(xì)胞進(jìn)行深入研究發(fā)現(xiàn)77.5%的腫瘤細(xì)胞會同時(shí)表達(dá)兩種甚至三種不同腫瘤亞型特異性的標(biāo)志基因，這群細(xì)胞被命名為混合譜系腫瘤細(xì)胞，在非小細(xì)胞肺癌患者中是普遍存在的；混合譜系腫瘤細(xì)胞和單譜系腫瘤細(xì)胞之間是怎樣的起源關(guān)系呢？利用譜系示蹤手段和單細(xì)胞線粒體突變及CNV技術(shù)手段，發(fā)現(xiàn)混合譜系腫瘤細(xì)胞和單譜系腫瘤細(xì)胞來自共同的腫瘤前體細(xì)胞，表明混合譜系腫瘤細(xì)胞的可塑性非常強(qiáng)，可能很容易在單譜系狀態(tài)和混合譜系狀態(tài)之間切換表型；然后利用TCGA數(shù)據(jù)進(jìn)行生存分析，發(fā)現(xiàn)混合譜系腫瘤細(xì)胞的比例和特征與患者的不良預(yù)后密切相關(guān)，高混合譜系特征的患者其總生存期和無進(jìn)展生存期都明顯縮短；對混合譜系腫瘤細(xì)胞的特異性高表達(dá)基因進(jìn)行分析，篩選并經(jīng)過動物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證確定了AKR1B1基因促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖，抑制腫瘤細(xì)胞的凋亡，可能參與調(diào)控了混合譜系腫瘤細(xì)胞的可塑性。

該研究為非小細(xì)胞肺癌腫瘤亞型更為精準(zhǔn)的分型提供了新的線索，未來對于具有高混合譜系特征的非小細(xì)胞肺癌患者的診斷和治療具有重要的指導(dǎo)意義。

02

樊榮團(tuán)隊(duì)發(fā)布空間分辨率的ATAC-seq

空間測序技術(shù)目前已經(jīng)成為在組織樣本中進(jìn)行組學(xué)分析的最前沿的技術(shù)，但是目前主要集中在轉(zhuǎn)錄組，靶向蛋白組和代謝組，這些分子的表觀調(diào)控層面研究依然是重大挑戰(zhàn)。

2022年初，樊榮教授團(tuán)隊(duì)充分利用CUT&TAG技術(shù)結(jié)合原位編碼首次實(shí)現(xiàn)了組蛋白修飾的高空間分辨率，近期該團(tuán)隊(duì)和瑞典卡羅林斯卡學(xué)院合作進(jìn)一步開發(fā)了空間組織原位的染色質(zhì)可及性研究Spatial-ATAC-seq，研究人員在小鼠胚胎中進(jìn)行空間染色質(zhì)可及性檢測，成功分辨出小鼠胚胎的主要器官，并能夠和單細(xì)胞ATAC數(shù)據(jù)進(jìn)行很好的匹配，在扁桃體中也進(jìn)行了檢測，并能夠通過擬時(shí)序分析，重構(gòu)了B細(xì)胞激活過程中重要基因附近染色質(zhì)可及性的時(shí)空變化。

該技術(shù)的出現(xiàn)可以用于探索不同疾病狀態(tài)的表觀遺傳起源，開發(fā)針對表觀遺傳的藥物，開辟一條全新的疾病治療途徑。

03

人類結(jié)腸中靜止的LGR5+干細(xì)胞的鑒定

在小鼠腸道上皮中，Lgr5+干細(xì)胞由于其循環(huán)性質(zhì)而容易受到損傷，其后代需要通過去分化來補(bǔ)充干細(xì)胞池。研究者想要探究人類結(jié)腸干細(xì)胞在內(nèi)穩(wěn)態(tài)和再生過程中的行為。他們首先對人類和小鼠結(jié)腸上皮細(xì)胞做了scRNA-seq來分析結(jié)腸上皮細(xì)胞之間的轉(zhuǎn)錄異質(zhì)性，并發(fā)現(xiàn)：在人類結(jié)腸中存在不分裂的LGR5+干細(xì)胞。隨后為了追蹤人類結(jié)腸干細(xì)胞或分化細(xì)胞的命運(yùn)，研究者通過基因組工程生成了LGR5-tdTomato、LGR5-iCT、LGR5-splitCre和KRT20-ERCreER基因敲入的人類結(jié)腸類器官，并利用p27-mvenus報(bào)告基因進(jìn)一步觀察p27+休眠細(xì)胞。然后研究者將熒光標(biāo)記的人結(jié)腸類器官原位異種移植到免疫缺陷小鼠來分析人結(jié)腸干細(xì)胞在體內(nèi)的動態(tài)。最后研究者利用EdU脈沖追逐分析評價(jià)移植瘤細(xì)胞的細(xì)胞周期動態(tài)。在穩(wěn)態(tài)、LGR5消融和5-FU誘導(dǎo)的黏膜損傷的背景下，分析慢循環(huán)人類干細(xì)胞或分化細(xì)胞的克隆能力。結(jié)果顯示：慢循環(huán)LGR5+p27+細(xì)胞的可視化和譜系追蹤以及原位異種移植驗(yàn)證了它們在體內(nèi)的穩(wěn)態(tài)譜系形成能力，而5-FU誘導(dǎo)的黏膜損傷增強(qiáng)了這種能力。TGF-β信號通路調(diào)節(jié)LGR5+細(xì)胞的靜止?fàn)顟B(tài)。盡管KRT20+分化細(xì)胞具有可塑性，但在5-FU誘導(dǎo)的損傷后，它們沒有表現(xiàn)出克隆生長，這表明LGR5+p27+細(xì)胞對生態(tài)位環(huán)境的占領(lǐng)阻止了鄰近分化細(xì)胞的去分化。

這項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了人類LGR5+結(jié)腸干細(xì)胞的靜止性質(zhì)及其對損傷后再生的貢獻(xiàn)。

04

孕產(chǎn)婦肥胖時(shí)會對后代產(chǎn)生影響么？這篇文章給出了答案！

超重和肥胖不僅影響一個(gè)人的體態(tài)，更是不健康的表現(xiàn)，已經(jīng)有大量研究表明二型糖尿病、心血管疾病多種癌癥都與肥胖相關(guān)。那么所謂的天生肥胖體質(zhì)是否在幼時(shí)就已經(jīng)決定了呢？

本研究Rana Gupta課題組早期單細(xì)胞研究結(jié)果就揭示了小鼠腹腔脂肪中PDGFRβ+細(xì)胞的兩種亞群，APCs具有高度脂肪細(xì)胞分化能力，而FIPs不具有分化成脂肪細(xì)胞的能力，且表達(dá)較高水平的炎癥、纖維化、抑制脂肪細(xì)胞分化的基因，APCs和FIPs的比例隨著衰老進(jìn)程逐漸降低，逆轉(zhuǎn)兩種細(xì)胞的數(shù)量變化則可以維持脂肪組織健康，從而維持機(jī)體的代謝正常。

為了解這個(gè)過程需要深入了解這兩類同源細(xì)胞的分化關(guān)系，包括分化路徑和相互轉(zhuǎn)化，該課題組首先通過解剖學(xué)發(fā)現(xiàn)性腺腹脂在公鼠出生3天后出現(xiàn)，7天后成型，因此分離兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)公鼠的WAT進(jìn)行單細(xì)胞測序，發(fā)現(xiàn)在P3時(shí)期脂肪組織未成形時(shí)PDGFRβ+的APCs和FIPs就已經(jīng)存在，此時(shí)APCs中占比隨著脂肪組織的發(fā)育占比逐漸從55%下降，而FIPs則從小于20%逐漸升高，并且P7的FIPs具備一定的脂肪細(xì)胞分化潛能，炎癥反應(yīng)比成年FIPs減弱許多，此時(shí)的FIPs還沒有“黑化”，那么早期干預(yù)PDGFRβ+細(xì)胞是否可以對成年發(fā)生的肥胖起到保護(hù)作用呢？研究者構(gòu)建了轉(zhuǎn)基因小鼠證實(shí)了這一猜想，短期誘導(dǎo)PDGFRβ+中Pparg基因的表達(dá)能夠誘導(dǎo)FIPs的脂肪分化能力，并在成年小鼠肥胖后依然能夠保留，進(jìn)而緩解脂肪組織炎癥水平、纖維化程度，改善功能紊亂和肥胖引起的胰島素抵抗等代謝綜合征。

這一研究為孕產(chǎn)婦肥胖對后代的影響以及青少年肥胖對成年的影響提供了理論模型，為肥胖和相關(guān)代謝性疾病的預(yù)防和改善提供了新的理論基礎(chǔ)。

05

人類免疫系統(tǒng)細(xì)胞表面蛋白“連線圖”

免疫系統(tǒng)是由遍布全身的、高度遷移的不同細(xì)胞組成，他們必須與身體的其他穩(wěn)態(tài)器官保持協(xié)調(diào)。免疫細(xì)胞的功能主要依賴于其分泌蛋白或表面蛋白的交互作用，并且由于其幾乎調(diào)節(jié)細(xì)胞活化的所有階段，被視為各種穩(wěn)態(tài)和病理過程的關(guān)鍵介質(zhì)，也是最具吸引力的治療靶點(diǎn)。但是細(xì)胞表面蛋白的相互作用主要依賴于互作數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫中互作信息仍然存在大量不足。

本文則利用高通量表面受體篩選方法，系統(tǒng)地繪制了跨重組文庫的直接蛋白質(zhì)相互作用圖，還開發(fā)了一個(gè)交互式多組織單細(xì)胞圖譜，可以推斷整個(gè)身體的免疫相互作用，揭示多細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)中新相互作用和樞紐的潛在功能環(huán)境。這項(xiàng)工作創(chuàng)建的圖集網(wǎng)站如下鏈接https://www.sanger.ac.uk/tool/immune-interaction/immune-interaction，總結(jié)了不同組織免疫群體的整體細(xì)胞連接性到推斷細(xì)胞-細(xì)胞對能夠進(jìn)行特定的受體相互作用，通過這個(gè)系統(tǒng)的多器官圖譜，可以確定免疫受體相互作用是通過共享結(jié)構(gòu)進(jìn)行還是在組織之間是不同的。這項(xiàng)工作能夠給單細(xì)胞研究者提供更全面的、更特異的組織特有互作模式和共享模式。

參考文獻(xiàn)：

[1] Li Q, Wang R, Yang Z, Li W, Yang J, Wang Z, Bai H, Cui Y, Tian Y, Wu Z, Guo Y, Xu J, Wen L, He J, Tang F, Wang J. Molecular profiling of human non-small cell lung cancer by single-cell RNA-seq. Genome Med. 2022 Aug 13;14(1):87.

[2] Deng Y, Bartosovic M, Ma S, Zhang D, Kukanja P, Xiao Y, Su G, Liu Y, Qin X, Rosoklija GB, Dwork AJ, Mann JJ, Xu ML, Halene S, Craft JE, Leong KW, Boldrini M, Castelo-Branco G, Fan R. Spatial profiling of chromatin accessibility in mouse and human tissues. Nature. 2022 Aug 17.

[3Ishikawa K, Sugimoto S, Oda M, Fujii M, Takahashi S, Ohta Y, Takano A, Ishimaru K, Matano M, Yoshida K, Hanyu H, Toshimitsu K, Sawada K, Shimokawa M, Saito M, Kawasaki K, Ishii R, Taniguchi K, Imamura T, Kanai T, Sato T. Identification of Quiescent LGR5+Stem Cells in the Human Colon. Gastroenterology. 2022 Aug 10:S0016-5085(22)00912-X.

[4] Zhang Q, Shan B, Guo L, Shao M, Vishvanath L, Elmquist G, Xu L, Gupta RK. Distinct functional properties of murine perinatal and adult adipose progenitor subpopulations. Nat Metab. 2022 Aug 18.

[5] Shilts J, Severin Y, Galaway F, Müller-Sienerth N, Chong ZS, Pritchard S, Teichmann S, Vento-Tormo R, Snijder B, Wright GJ. A physical wiring diagram for the human immune system. Nature. 2022 Aug;608(7922):397-404.

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