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    盘点|一月单细胞高分文献汇总

    时间:2020-03-06    |    阅读量:308

    最近几期,小编分享了多篇单细胞转录组测序相关的高分文献,很多小伙伴直呼不过瘾,那么本期,小编将20201月份发表的scRNA-Seq相关的高分文章进行汇总,并对发表期刊、研究方向及分析平台进行整理,具体信息如下:


    1、


    题目:In vitro characterization of the human segmentation clock

    DOI号:10.1038/s41586-019-1885-9

    发表期刊:Nature

    影响因子:44.07

    发表日期:20200108

    研究方向:发育-脊柱

    摘要:脊柱的节段组织是在胚胎发育的早期建立起来的,此时成对体节由前体节中胚层(PSM)有节奏地产生的。体节形成的节奏是由一种被称为分节时钟的分子振荡器控制的。虽然这种振荡器在模型生物中已经得到了很好的表征,但人类是否存在类似的振荡器仍然是未知的。对具有严重脊柱节段缺损的患者进行的遗传分析表明,几种人类周期基因的同源物与小鼠分节时钟相关,表明这种振荡器在人类中可能是保守的。在这里,作者发现体外产生的人类前体节中胚层(PSM)细胞(以及小鼠的)重现了分节时钟的振荡。虽然人PSM细胞的振荡周期是小鼠细胞的两倍(5h2.5h),但同样受到FGF、WNT、NotchYAP信号的调节。单细胞RNA测序结果显示,小鼠和人的体外PSM细胞遵循与小鼠体内PSM类似的发育轨迹。此外,作者证明FGF信号控制振荡的相位和周期,使该途径的作用扩展到了时钟和波前模型中的经典解释之外。本文识别人类分节时钟的工作代表了理解人类发育生物学的一个重要里程碑。


    2、

    题目:The emergence of transcriptional identity in somatosensory neurons

    DOI号:10.1038/s41586-019-1900-1

    发表期刊:Nature

    影响因子:44.07

    发表日期:20200108

    研究方向:发育-体感神经

    摘要:超过十二种形态和生理上截然不同的初级体感神经元亚型报告了人体内外环境的显著特征。目前还不清楚在发育过程中如何出现特化基因表达程序,以赋予这些亚型独特的特性。为了评估主要体感神经元的每个亚型的转录成熟的发育进程,作者绘制了覆盖小鼠主要体感神经元谱系的细胞转录组图谱。作者在这里表明,体感神经发生导致神经元处于转录上未特化的状态,其特征是转录因子的共表达,随着发育的进行,转录因子变得受限于选择亚型。对缺乏转录因子的突变小鼠感觉神经元的单细胞转录分析表明,这些从广泛到受限的转录因子在维持其表达的亚型中协调特定亚型基因的表达程序。作者还发现神经元靶标参与了这一过程。原型靶标来源的神经营养因子NGF的破坏会导致转录因子表达的异常亚型限制模式。作者的发现支持一种模型,在该模型中,来自中间和最终靶场的信号通过调节亚型限制性转录因子的选择,将细胞从转录上未特化的状态转变为转录上不同的亚型,从而促进神经元的多样化。


    3、

    题目:Rapid non-uniform adaptation to conformation-specific KRAS(G12C) inhibition

    DOI号:10.1038/s41586-019-1884-x

    发表期刊:Nature

    影响因子:44.07

    发表日期:20200108

    研究方向:肿瘤-肺癌

    摘要:KRAS(G12C)是肺腺癌中最常见的激活改变之一,其抑制剂正在进行I期临床试验,早期数据显示近一半的肺癌患者有部分缓解。尚不清楚癌细胞是如何绕过抑制来阻止治疗产生的最大反应。由于KRAS(G12C)在活性构象和非活性构象之间循环,而抑制剂只与后者结合,作者通过研究单细胞分辨率下的治疗效果来测试同基因细胞群体是否以非均匀的方式做出反应。研究者报告,在治疗后不久,癌细胞会出现静止或增殖的不同的差异反应,这是因为一些静止的细胞产生新的KRAS(G12C),以响应被抑制的丝裂原活化蛋白激酶输出。新的KRAS(G12C)通过表皮生长因子受体和aurora激酶信号转导维持其活性和药物不敏感状态。没有这些适应性变化的细胞(或者这些变化被药物抑制的细胞)仍然对药物治疗敏感,因为新的KRAS(G12C)要么不可用,要么处于不活跃的药物敏感状态。KRAS癌蛋白的直接靶向一直是精确肿瘤学的一个长期目标。作者的研究揭示了一种灵活的、非均匀的适应机制,该机制可使群体中的细胞群迅速绕过治疗的影响。如果想要在临床上获得完整和持久的反应,就必须克服这种适应性过程。


    4、

    题目:B cells and tertiary lymphoid structures promote immunotherapy response

    DOI号:10.1038/s41586-019-1922-8

    发表期刊:Nature

    影响因子:44.07

    发表日期:20200115

    研究方向:免疫-B细胞

    摘要:免疫检查点阻断(ICB)治疗使癌症治疗发生了革命性的变化。到目前为止,预测生物标记物和增强临床反应的策略在很大程度上都集中在T细胞亚群上。然而,其他免疫亚群也可有助抗肿瘤免疫,尽管其在ICB治疗中研究较少。先前在黑色素瘤患者中进行的新辅助ICB试验显示,通过靶向表达谱显示,与治疗无效的患者相比,治疗有效的患者肿瘤中的B细胞特征更加丰富。在此基础上,我们进行了批量RNA测序,发现B细胞标记物是有应答者和无应答者肿瘤中差异表达最多的基因。我们的发现通过计算方法(MCP-COUNTER )得到证实,该方法用于估计免疫和间质成分,另外两个ICB治疗的队列(黑色素瘤和肾癌患者)的免疫和间质成分也得到了估计。组织学评估强调B细胞在三级淋巴结构中的定位。我们通过bulk和单细胞RNA测序评估了B细胞的潜在功能贡献,并描述响应答者中B细胞的克隆性增殖和独特的功能状态。质谱分析显示,应答者的肿瘤组织中有丰富的开关记忆B细胞(Switch Memory B Cell)。总之,这些数据为B细胞和三级淋巴结构在ICB治疗反应中的潜在作用提供了见解,并对生物标记物和治疗靶点的开发具有重要意义。


    5、

    题目:Lineage tracing on transcriptional landscapes links state to fate during differentiation

    DOI号:10.1126/science.aaw3381

    发表期刊:Science

    影响因子:41.037

    发表时间:20200123

    研究方向:图谱-造血

    摘要:生物学上的一个挑战是将祖细胞之间的分子差异与其产生成熟细胞类型的能力联系起来。在这里,作者使用表达的DNA条码随时间克隆追踪转录组,并将其应用于研究造血过程中的命运决定。作者识别了潜在命运的状态,并将它们定位在一个连续的转录景观上。作者确定了在成熟细胞上留下印记的两种单核细胞分化途径。然而,对姊妹细胞的分析也显示出细胞具有固有的命运偏倚,而这种偏倚是无法通过单细胞RNA测序检测到的。最后,作者以单细胞快照为基准对动态推理的计算方法进行了基准测试,结果表明,命运选择比最先进的算法检测到的更早发生,细胞在伪时间内以精确和一致的动力学稳步前进。


    6、

    题目:Enteric Nervous System-Derived IL-18 Orchestrates Mucosal Barrier Immunity

    DOI号:10.1016/j.cell.2019.12.016

    发表期刊:Cell

    影响因子:36.216

    发表时间:20200109

    研究方向:免疫-肠道免疫

    摘要:黏膜屏障免疫对于维持共生菌群、抵抗侵袭性细菌感染至关重要。虽然免疫细胞和上皮细胞被认为是这种复杂平衡的典型协调者,但在这里,作者表明肠神经系统(ENS)在调节抗菌蛋白(AMP)反应中起着非常关键的作用。利用共聚焦显微镜和单分子荧光原位mRNA杂交(smFISH)研究,作者观察到肠神经元产生多效性细胞因子IL-18。令人意外的是,IL-18仅在肠神经元中缺失,而不是免疫或上皮细胞缺失,这使小鼠对侵袭性鼠伤寒沙门氏菌(s.t.)易感。从机制上讲,无偏的RNA测序和单细胞测序显示肠内神经元IL-18是杯状细胞AMP的恒定产生所必需的。总之,结果表明神经元来源的IL-18信号控制着组织范围的肠道免疫,并对粘膜屏障和侵袭性细菌杀伤有深远的影响。


    7、

    题目:Snake Venom Gland Organoids

    DOI号:10.1016/j.cell.2019.11.038

    发表期刊:Cell

    影响因子:36.216

    发表时间:20200123

    研究方向:类器官-毒腺

    摘要:Wnt依赖性和Lgr5的表达定义了多种哺乳动物上皮干细胞类型。在特定的生长因子条件下,此类成年干细胞(ASC)以3D类器官体的形式生长,并涵盖了相关上皮细胞的基本特征。在这里,作者从几种蛇类中建立了长期扩增的毒腺类器官体。新组装的开普角珊瑚蛇转录组显示,类器官表达高水平的毒素转录本。类器官和原发组织的单细胞RNA测序确定了不同的表达毒液的细胞类型,以及表达已知哺乳动物干细胞标记物同源的增殖细胞。在类器官体培养物中,各个毒液成分表达中的区域异质性得以维持?;竦玫纳叨径嚯姆从沉舜侄疽撼煞植⑾允境錾镅Щ钚?。这项研究将类器官技术扩展到爬行动物组织,并描述了一个类似于蛇毒腺的具实验可行性的模型系统。


    8、

    题目:Widespread Transcriptional Scanning in the Testis Modulates Gene Evolution Rates

    DOI号:10.1016/j.cell.2019.12.015

    发表期刊:Cell

    影响因子:36.216

    发表时间:20200123

    研究方向:进化-转录扫描机制

    摘要:睾丸表达了所有哺乳动物器官中数量最多的基因,这一发现长期以来一直困扰着分子生物学家。作者通过人类和小鼠精子发生的单细胞转录数据为此提供了证据,并表明证明这种广泛的转录通过一种我们称之为转录扫描的机制来纠正DNA损伤,从而维持雄性生殖细胞中DNA序列的完整性。作者发现在精子发生过程中表达的基因在转录链上表现出较低的突变率,并且在群体中具有较低的多样性。此外,在精子发生过程中,基因表达水平可以微调这种效应。在作者的模型中,未表达的基因没有从转录扫描中受益,它们随着进化时间的推移分化得更快,并且在感觉和免疫防御功能上也很丰富。总而言之,作者认为转录扫描以基因特异的方式改变生殖细胞突变特征并调节突变率,从而维持大部分基因的DNA序列完整性,但在特定基因亚群中允许更快地进化。



    9、

    题目:Identification of a Master Regulator of Differentiation in Toxoplasma

    DOI号:10.1016/j.cell.2019.12.013

    发表期刊:Cell

    影响因子:36.216

    发表时间:20200123

    研究方向:疾病-弓形虫慢性感染

    摘要:弓形虫慢性感染世界上四分之一的人口,其在免疫功能低下的人中可引起危及生命的疾病,在免疫能力较强的人中引起反复的眼部病变。急性期的速殖子分化为慢性期的慢性体,形成细胞内的囊肿,对免疫清除和现有的治疗方法具有抵抗力。这种分化的分子机制尚不清楚,尽管其是由培养中的压力有效地触发的。通过Cas9介导的筛选和单细胞图谱,我们鉴定了在细胞培养和小鼠体内分化所必需的Myb样转录因子(BFD1)。BFD1在胁迫过程中积累,其合成表达足以驱动分化。与其作为转录因子的功能一致,BFD1结合了许多阶段特异性基因的启动子,并代表了与主导我们目前对寄生虫基因调控观点的ApiAP2因子的对立面。BFD1为研究和控制弓形虫分化提供了一个遗传开关,并将为慢性感染的预防和治疗提供信息。


    小编不仅仅整理了CNS级别的文献,还有更多scRNA-Seq高分文献汇总如下表:




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