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2021年5月,单细胞测序高分文章整理

本期我们回顾下5月份单细胞领域发表的文章,并挑选其中的高分文章进行分享。


我们在Pubmed搜索了2021/05/01—2021/05/31在Title/Abstract中出现single cell的文章,总数为833篇,按照影响因子篇数如下:

Review  95篇 

IF≥20  89篇

10<IF<20 143篇    


小编对部分单细胞测序的文章进行了导读,希望能对大家的单细胞研究有所帮助。


#1

 使用单细胞转录组学发现SARS-CoV-2感染诱导β细胞的转分化

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摘要:最近的临床数据表明,冠状病毒病(COVID-19)与糖尿病之间存在相关性。本研究描述了在COVID-19感染患者的尸检样本中,在胰腺β细胞中检测到SARS-CoV-2病毒抗原。


体外感染样本的单细胞RNA测序和免疫染色证实,多种类型的胰岛细胞易受SARS-CoV-2的影响,引起细胞应激反应和趋化因子的诱导表达。在SARS-CoV-2感染后,β细胞显示出较低的胰岛素表达和较高的α细胞和针状细胞标记物的表达,包括胰高血糖素和胰蛋白酶1,这些结果表明细胞发生转分化。细胞轨迹分析表明,SARS-CoV-2诱导了eIF2途径介导的β细胞转分化,这种表型可以被反式整合应激反应抑制剂(trans-ISRIB)逆转。总之,这项研究展示了一个SARS-CoV-2感染导致细胞命运改变的例子,这为COVID-19的病理机制提供了进一步的见解。


#2

 单细胞测序发现:一直到孕中期,巨核细胞的产生是通过卵黄囊中红细胞祖细胞的直接分化来维持的

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摘要:胚外卵黄囊包含第一个确定的多能造血细胞,称为红细胞骨髓祖细胞。它们在造血干细胞出现之前在原位起源,并产生红细胞、单核细胞、粒细胞、肥大细胞和巨噬细胞,后者是以不依赖MYB转录因子的方式产生。


通过单细胞测序,本研究发现了卵黄囊红骨髓祖细胞在单细胞水平上的异质性,并在胎儿肝脏定植前将多能细胞与定型祖细胞区分开来。确定了两种时间上不同的巨核细胞分化途径。第一个发生在卵黄囊中,绕过中间的双能巨核细胞-红细胞祖细胞,并且与巨噬细胞的分化相似,是MYB-不依赖的。相比之下,第二种起源较晚,来自Myb依赖性双能祖细胞,表达Csf2rb并定植于胎儿肝脏,在那里它们产生巨核细胞和大量红细胞。了解巨核细胞的发育至关重要,因为它们在血管发育过程中发挥着关键作用,尤其是在分离血液和淋巴网络方面。


#3

■ 通过单细胞测序发现神经紧张素(Neurotensin)是一种由淋巴内皮细胞产生的抗热肽

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摘要:淋巴管在其所在器官的生理学中发挥着重要的作用,尽管对这种串联是如何介导的还缺乏明确的机制了解。本研究对人类和小鼠的脂肪组织进行了单细胞转录分析,发现淋巴内皮细胞高度表达神经紧张素(NTS/Nts)。Nts的表达被寒冷和去甲肾上腺素以α-肾上腺素依赖性的方式减少,提示其在脂肪生热中的作用。事实上,NTS对棕色脂肪组织的处理减少了产热基因的表达。此外,体内腺病毒介导的NTS的过表达和敲低或敲除,分别降低和增强了耐寒性,这种作用是由NTSR2和ERK信号介导的。抑制NTSR2能促进能量消耗,改善肥胖小鼠的代谢功能。这些数据建立了脂肪组织淋巴管和脂肪细胞之间的联系,具有潜在的治疗意义。


#4

  单细胞RNA测序描绘人类肺部内皮细胞的综合单细胞图谱

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背景:人类的肺内皮细胞的多样性还没有被系统地描述。本研究提供了一个人类肺部内皮细胞(ECs)的参考图集,以促进对肺部内皮细胞的表型多样性和构成更好的了解。


方法:从六个数据集中重新处理了人类肺组织样本单细胞RNA测序(scRNAseq)数据。通过迭代聚类和随后的差异表达分析来描述EC群体的特征。通过荧光显微镜和原位杂交验证了标记基因。对体外培养的原发性肺ECs进行了scRNAseq。研究了不同肺部细胞类型之间的信号网络。对于跨物种分析或疾病相关性,将同样的方法应用于从小鼠肺部或患有肺动脉高压的人类肺部获得的scRNAseq数据。


结果:对六个肺scRNAseq数据集进行了重新分析和注释,以确定来自73个个体的15000多个血管EC细胞。血管细胞的差异表达分析显示了与内皮谱系相对应的特征,包括泛内皮系、泛血管系和亚群特异性标记基因集。除了淋巴、毛细血管、动脉和静脉ECs这些广泛的细胞类别外,还发现了以前无法区分的亚群。在静脉EC中,发现了两个以前无法区分的群体,即定位于肺实质的肺静脉EC(COL15A1neg)和定位于气道和内脏胸膜的系统静脉EC(COL15A1pos);在毛细血管EC中,确认它们被细分为最近发现的以EDNRB、SOSTDC1和TBX2为特征的空气细胞和普通毛细血管EC。本研究证实,所有六种内皮细胞类型,包括全身静脉EC和空气细胞,都存在于小鼠体内,并确定了在人类和小鼠中保守的内皮标记基因。配体-受体连接组分析显示了EC与其它肺部常驻细胞类型的重要同源串联。对市售的原发性肺ECs的scRNAseq显示了它们在培养中失去了原生肺的表型。scRNAseq显示,内皮的多样性在肺动脉高压中得到维持。本文附有一个在线数据挖掘工具(www.LungEndothelialCellAtlas.com)。


结论:该研究综合分析为正常肺中的肺内皮细胞提供了全面的、精心设计的参考图谱,并确认和详细描述了大量人类和小鼠中先前未被认识的内皮细胞群。


#5

  单细胞测序技术和类器官技术结合:使用多内皮器官图谱和类器官模型,绘制人类发育图

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摘要:器官是由不同的细胞类型组成的,这些不同的细胞类型在器官发育过程中经历了瞬息万变的状态。为了探究人类发育过程中的这种多样性,本研究通过单细胞测序,从呼吸道和胃肠道的多个发育中的内胚层器官绘制了一个单细胞转录组图谱。阐明了细胞状态、转录因子以及器官特定的上皮干细胞和间充质细胞的相互作用。将该图集作为一个高维搜索空间,在多种培养条件下对人类多能干细胞(hPSC)衍生的肠道类器官(HIOs)进行评估。结果表明,HIOs再现了参考细胞状态,并使用HIOs重建了肠上皮和间质出现的分子动力学。该研究表明,间质衍生的生态位线索NRG1在体外增强了肠道干细胞的成熟度,并且homeobox转录因子CDX2对人类肠道上皮和间质的区域化是必需的。这项工作结合了细胞图谱和类器官技术,以了解人类器官的发展是如何被协调的。


#6

  单细胞测序发现EOMES+ Tr1样细胞克隆的扩大,在原发性和转移性肿瘤中与疾病进展有关

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摘要:调节性T(Treg)细胞是肿瘤免疫的一个障碍,也是免疫治疗的一个目标。利用单细胞转录组学,发现浸润原发性和转移性结直肠癌和非小细胞肺癌的CD4+T细胞高度富集于两个规模和抑制功能相当的亚群,包括叉头盒蛋白P3+ Treg和eomesodermin homolog(EOMES)+1型调节性T(Tr1)样细胞,也表达颗粒酶K和几丁质酶3样蛋白2。EOMES+ Tr1样细胞,但不是Treg细胞,与效应性T细胞有克隆关系,并在原发性和转移性肿瘤中克隆扩大,这与它们在原位的增殖和分化相一致。使用几丁质酶-3样蛋白2作为亚群签名,发现EOMES+ Tr1样亚群与疾病进展相关,但也与程序性细胞死亡蛋白1靶向免疫疗法的反应有关。总之,这些发现突出了在原发肿瘤和转移灶中聚集的T细胞的异质性,并确定了癌症免疫治疗的新靶标。


#7

  单细胞核测序:揭示灵长类动物海马老化的转录图谱

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摘要:海马在学习和记忆中起着至关重要的作用,它随着年龄的增长而逐渐退化,在功能上与各种人类神经退行性疾病有关。然而,仍然缺乏对灵长类动物中各种海马细胞类型老化影响的系统分析。在这里,报告了灵长类动物海马的各种新的衰老相关的表型变化。这些变化包括,随着时间的推移,DNA损伤和异染色质侵蚀的增加,以及蛋白质稳定性的丧失和炎症的升高。为了了解它们的细胞和分子原因,本研究建立了第一个灵长类海马老化的单核转录组图谱。在确定的12种细胞类型中,神经瞬时扩增祖细胞(TAPC)和小胶质细胞受衰老影响最大。深入剖析基因表达动态,发现TAPC分裂受损,神经元功能沿神经发生轨迹受损;此外,老化的小胶质细胞和少突胶质细胞的促炎症反应升高,以及老化的内皮细胞的凝血途径失调,可能有助于形成不利于神经发生的微环境。这种了解灵长类海马老化的丰富资源可能提供潜在的诊断生物标志物和治疗干预措施,以应对与年龄相关的神经退行性疾病。


#8

  单细胞核测序:解决人类海马前后轴上的细胞和分子多样性问题

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摘要:海马体支持认知的许多方面,包括学习、记忆和情绪处理。从解剖学上看,海马体沿纵轴运行,在灵长类动物中从后到前。海马体的结构、功能和连通性沿着这条轴线而变化。在人类海马中,纵向的功能异质性仍然是一个活跃的研究领域,而结构异质性尚未被描述。为了了解人脑中沿海马长轴的细胞和分子多样性,并定义与功能域相对应的分子特征,本研究对手术切除的人类癫痫患者的前海马和后海马进行了单细胞核RNA测序,在细胞分辨率水平上确定了差异表达的基因。进一步确定了与人类遗传信号有差异的轴和细胞类型的基因表达特征,确定了后海马用于认知功能和前海马用于的情绪和情感功能的细胞类型特定基因。这些数据可以通过一个交互式网站作为公共资源访问。


#9

  单细胞转录组学(scRNA-seq)发现meflin阳性的成纤维细胞具有抗肺纤维化的特性

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摘要:患有特发性肺纤维化(IPF)的老年人的预后仍然不佳。纤维化病灶,其中增生的成纤维细胞和肌成纤维细胞的聚集,是IPF的病理标志性病变,代表活跃的纤维生成的焦点区域。纤维化病变中的成纤维细胞异质性阻碍了对肺纤维化发病机制的发现。因此,为了确定IPF的发病机制,有必要对功能性成纤维细胞进行鉴定。本研究旨在确定meflin阳性的成纤维细胞在肺纤维化发展过程中的作用,meflin被认为是间质基质细胞的潜在标志物。通过对32个IPF肺和29个正常肺样本的243 472个细胞进行基于单细胞RNA测序(scRNA-seq)的分析,在一个单细胞图谱中描述了meflin阳性细胞的特征。scRNA-seq结合RNA原位杂交,在IPF患者的纤维化肺的纤维化病灶中,发现增生的成纤维细胞是meflin阳性。利用博莱霉素(BLM)诱导的肺纤维化来确定meflin阳性的成纤维细胞的作用。一个BLM诱导的meflin缺陷小鼠肺纤维化模型显示,meflin阳性的成纤维细胞具有抗纤维化的特性,可以防止肺纤维化。虽然转化生长因子-β诱导的纤维化和具有衰老相关分泌表型的细胞衰老在meflin抑制或缺乏的成纤维细胞中加剧,但这些在meflin缺陷的成纤维细胞中被抑制。这些发现表明meflin的表达对肺纤维化活动区的成纤维细胞和肌成纤维细胞的生物学重要性。


#10

  单细胞RNA测序揭示人类巨核细胞的细胞异质性和免疫亚群的特征

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摘要:巨核细胞(MKs)和它们的后代血小板在各种生物过程中发挥作用,包括凝血、止血、炎症、血管生成和先天免疫。然而,成年MKs的不同发育和细胞景观仍然是个迷。在此,通过对人成年骨髓(BM)中的MKs进行单细胞转录组分析,揭示了MKs内的细胞异质性,并鉴定了一个免疫相关基因高度富集的MK亚群。通过在体外进行人巨核细胞的动态单细胞转录组研究,发现巨核细胞的免疫特征可以追溯到祖细胞阶段。此外,两个表面标志物,CD148和CD48,被确定为具有免疫特征的成熟MKs的marker。在功能层面上,这些CD148+ CD48MKs在体外和体内都能对免疫刺激作出快速反应,表现出免疫受体和介质的高表达,并且可能作为免疫监视细胞发挥作用。这些发现揭示了人类成年MKs的细胞异质性和一个新的免疫亚群,并应极大地促进对MKs在生理和病理条件下的不同功能的理解。



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