10x Genomics單細胞轉錄組2020年1月文章集錦

發(fā)稿時間：2020-03-23來源：天昊生物

2020年1月份10x Genomics平臺單細胞轉錄組文章共計33篇（數(shù)據(jù)來源于10x官網），我們精選其中10篇文章總結了研究內容供大家閱讀，文末匯總了其它文章的相關信息。

 

《一》

整合基因表達圖譜分析方法發(fā)現(xiàn)了肺腫瘤內皮細胞異質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/體外)之間肺腫瘤內皮細胞(TEC)表型的異質性在單細胞水平上的研究仍然很少。我們用單細胞RNA測序了來自人（1例大細胞癌、4例鱗癌、3例腺癌，未經治療）/小鼠肺腫瘤、正常肺及培養(yǎng)的人肺TECs的56,771個內皮細胞（MACS CD45-CD31+），并檢測到17種已知的和16種以前未被識別的表型，包括推斷的調節(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，而Tip /breach TECs對血管內皮生長因子阻斷最敏感。只有tip TECs在物種/模型間是一致的，并共享保守的標記。綜合分析不同人腫瘤的單細胞測序數(shù)據(jù)、正交多組學和meta分析數(shù)據(jù)，通過功能分析驗證，確定膠原修飾是一種候選的血管生成途徑。

 

 

《二》

 

染色質比對和單細胞免疫分析確定慢性淋巴細胞白血病中依魯替尼反應的時間動態(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性。為了明確潛在的調控動態(tài)，我們分析了依魯替尼治療CLL患者的高分辨率時間進程，結合免疫表型、單細胞轉錄組分析和染色質比對。我們確定了一個一致的調控程序：在CLL細胞中開始時NF-κB結合大幅減少，緊隨其后的是譜系定義（lineage-defining）的轉錄因子活性降低， CLL細胞的身份侵蝕，以及靜止樣基因特征出現(xiàn)。我們觀察了病人對病人執(zhí)行該程序速度的變化，并基于治療前病人樣本預測了病人對依魯替尼反應的特定動態(tài)?？傊覀兊难芯棵枋隽酥委熜砸种?span>CLL中B細胞受體信號的時間依賴性的細胞、分子和調控效應，并為基于表觀基因組/轉錄組的治療監(jiān)測建立了一個廣泛適用的方法。

 

《三》

 

人和小鼠單細胞核轉錄組測序顯示阿爾茨海默癥中依賴和不依賴TREM2的細胞反應

摘要：膠質細胞與阿爾茨海默病(AD)的發(fā)病機制有關。小膠質細胞表面的髓細胞觸發(fā)受體2（TREM2）的變異增加了AD風險，而疾病相關的小膠質細胞(DAM)的激活依賴于AD小鼠模型中的TREM2。我們通過單細胞核RNA測序研究了5XFAD小鼠和人類AD中與AD病理和TREM2相關的基因表達變化。我們證實了基于Trem2的DAM的存在，并在小鼠中發(fā)現(xiàn)了一個以前未發(fā)現(xiàn)的Serpina3n+C4b+反應性少突膠質細胞群。有趣的是，在人類AD中明顯存在顯著不同的神經膠質表型。小膠質細胞的特征提示IRF8驅動的反應性小膠質細胞在周圍神經損傷中的作用。少突膠質細胞信號表明軸突髓鞘化和對神經變性的代謝適應能力受損。星形膠質細胞的特征表明與神經元的代謝協(xié)調減弱。值得注意的是，小膠質細胞的反應表型在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》

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

摘要：年齡相關性黃斑變性(AMD)是視力下降的主要原因。為了更好地了解該病的發(fā)病機制，并在GWAS位點中識別AMD風險的致病基因，我們呈現(xiàn)了一個完整的人類視網膜和視網膜色素上皮(RPE)數(shù)據(jù)庫。我們的數(shù)據(jù)庫包括來自129個供體的黃斑和非黃斑RNA測序，一個包括黃斑特異性視網膜和RPE/脈絡膜的全基因組表達數(shù)量性狀位點(eQTL)數(shù)據(jù)集，以及來自人類視網膜和RPE的單核RNA-seq(NucSeq)數(shù)據(jù)，超過10萬個細胞的亞型分辨率。利用NucSeq，我們發(fā)現(xiàn)RPE細胞中豐富的表達AMD候選基因。根據(jù)AMD風險和眼睛eQTL的遺傳相關性信號的共定位，確定了15個可能的AMD致病基因，包括TSPAN10和TRPM1基因。這些結果證明了我們的人眼數(shù)據(jù)庫在闡明眼部疾病的遺傳途徑和潛在治療靶點方面的價值。

 

《五》

重建的單細胞命運軌跡定義人PSC誘導的末梢肺祖細胞分化過程中的譜系可塑性窗口

摘要：肺泡上皮2型細胞(AEC2s)是兼性祖細胞，負責維持肺泡的一生，但很難從患者中分離出來。我們在體外從人類多能干細胞(PSCs)中誘導AEC2s，并使用帶有慢病毒條形碼的時間進展的單細胞RNA測序來分析其與胎兒和成年AEC2基準相比的分化動力學。我們觀察到細胞命運分岔軌跡作為原始肺祖細胞在體外分化，一些后代達到他們的AEC2命運目標，而其他的分化到選擇性的非肺內胚層命運。我們建立了一個連續(xù)狀態(tài)隱馬爾可夫模型來識別信號的時間和類型，如過度興奮的Wnt反應，這些信號會導致一些早期的多能NKX2-1+祖細胞失去肺命運。最后，我們發(fā)現(xiàn)這種最初的發(fā)育可塑性是可調節(jié)的，并隨著時間的推移而減弱，最終導致PSC誘導的AEC2s表現(xiàn)出穩(wěn)定的表型和幾乎無限的自我更新能力。

 

《六》

 

人腎臟單細胞測序

摘要：對正常人體腎臟進行全面的細胞解剖，對于解決腎臟疾病和腎癌的細胞起源問題至關重要。某些腎臟疾病可能是細胞類型特異性的，尤其是腎小管細胞。為了研究人類腎臟的分類和轉錄組信息，我們快速獲得了腎臟的單細胞懸浮液，并進行了單細胞RNA測序(scRNA-seq)。這里，我們展示了來自三個人類腎臟捐贈者的23366個高質量細胞的scRNA-seq數(shù)據(jù)。在這個數(shù)據(jù)集中，我們顯示了10類正常的人類腎細胞。由于單細胞轉錄組信息的高質量，近端小管(PT)細胞被分為三種亞型，收集導管細胞被分為兩種亞型?？偟膩碚f，我們的數(shù)據(jù)為腎細胞生物學和腎臟疾病的研究提供了可靠的參考。

 

《七》

 

整個哺乳動物心臟的單細胞核測序

摘要：細胞水平的分析對于擴展我們對復雜組織如哺乳動物心臟的理解是必不可少的。單核測序(snRNA-seq)允許探索細胞組成和細胞特征，不存在單細胞測序的主要障礙。我們使用snRNA-seq首次對整個成年哺乳動物心臟進行了研究。單核定量和聚類可準確呈現(xiàn)細胞類型，顯示出24個不同的聚類，其中內皮細胞(28.8%)、成纖維細胞(25.3%)和心肌細胞(22.8%)構成了主要的細胞群。一個額外的RNA速度分析使我們能夠研究轉錄動力學，并被用來可視化細胞類型成熟和新生細胞狀態(tài)之間的轉變。我們用不同的標記物鑒定了心肌細胞亞群。例如，Hand2os1的表達將未成熟的心肌細胞與分化的心肌細胞群體區(qū)分開來。此外，我們發(fā)現(xiàn)了一個細胞群，包括內皮細胞標志物以及與心肌細胞功能明確相關的標志物。我們的速度數(shù)據(jù)支持了這一觀點，即該群體正處于從內皮細胞樣表型向心肌細胞樣表型的轉化過程中。綜上所述，我們首次報道了對整個成年哺乳動物心臟的測序，提供了真實的細胞類型分布和RNA速度動力學的相互關系。

 

 

《八》

 

人類青春期期間睪丸發(fā)育的動態(tài)轉錄組細胞圖譜

摘要：人類睪丸在青春期經歷了劇烈的發(fā)育和結構變化，包括體細胞的增殖和成熟，以及精子形成的開始。為了表征這一未曾研究的過程，我們分析了4名青春期期間男孩的約10000個睪丸細胞的單細胞轉錄組數(shù)據(jù)，并將其與嬰兒和成人的數(shù)據(jù)進行比較。在青春期，未分化的精原細胞在配子形成之前依次擴展和分化。值得注意的是，我們鑒定了睪丸間質和髓細胞的一種常見的青春期前的祖細胞，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胞表現(xiàn)出兩種不同的轉錄狀態(tài)，它們在青春期向一個可替代的單一成熟群體趨同之前的代謝特征也不同。通過對睪酮抑制的變性女性睪丸的單細胞分析進一步強調了睪酮在塞爾托利氏細胞成熟、抗菌肽分泌和精原細胞分化中的作用。綜上所述，我們的人類睪丸發(fā)育轉錄圖譜提供了多種關于發(fā)育變化和伴隨男性青春期的關鍵因素的見解。

 

《九》

 

 

腫瘤進化進程中基因組事件驅動著胰腺癌轉錄表型

摘要：胰臟腺癌是一種侵襲性極強的疾病。這種疾病的異質性的基礎已經被證明是難以解決的，因為差的腫瘤細胞結構和廣泛的基因組不穩(wěn)定性。為了解決這個問題，從純化的原發(fā)和轉移性腫瘤的上皮細胞中產生了一個完整的基因組和轉錄組數(shù)據(jù)集。轉錄組分析表明，分子亞型是由腫瘤內混合亞群驅動的基因表達連續(xù)體的產物，這已被單細胞分析證實。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。通過繪制腫瘤遺傳歷史，四倍體化成為這些事件背后的一個關鍵突變過程。綜上所述，這些數(shù)據(jù)支持了這樣一個前提，即腫瘤中基因組變異的集合導致了分子亞型，而疾病異質性是由于在進展過程中持續(xù)的基因組不穩(wěn)定性造成的。

 

《十》

 

發(fā)現(xiàn)人類β細胞中LIF響應、可復制的亞群

摘要：在胚胎發(fā)生過程中形成的β細胞團在胎兒和產后早期發(fā)育過程中被細胞復制放大。此后，β細胞功能成熟，通過低復制率維持其細胞團。對于那些在成年期復制的少數(shù)β細胞，不知道復制是如何開始的，也不知道這是否發(fā)生在β細胞的一個特定亞群中。我們利用YAP過表達系統(tǒng)誘導干細胞來源的β細胞的復制，并通過單細胞RNA測序發(fā)現(xiàn)了白血病抑制因子(LIF)通路的上調。LIF通路的激活可誘導人β細胞在體內和體外的復制。LIF受體的表達被限制在一個轉錄獨特的人類β細胞的亞群中，該亞群的增殖能力增強。這項研究描繪了新的基因網絡，控制著LIF響應的，復制能力強的人類β細胞的復制。