单细胞测序+空间转录组测序-独特的DUOX2+ACE2+小胆管细

///  01  单细胞测序+空间转录组测序-独特的DUOX2+ACE2+小胆管细胞是原发性胆汁性胆管炎的致病靶点

胆管细胞在胆汁形成中起着至关重要的作用。胆管细胞损伤引起胆汁淤积，包括原发性胆汁性胆管炎(PBC)。然而，尽管PBC被定性为自身免疫性疾病，但其病因尚不清楚。

通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)、荧光激活细胞分选、多重免疫荧光(IF)和RNA scope分析，研究者在人和小鼠肝脏中鉴定出独特的DUOX2+ACE2+小胆管细胞。PBC患者的选择性降低与疾病的严重程度相关。此外，蛋白质组学、scRNA-seq和qPCR分析表明，聚合免疫球蛋白受体(pIgR)在DUOX2+ACE2+胆管细胞中高度表达。无论AMA-M2阳性或阴性，PBC患者血清抗PIGR自身抗体水平均显著升高。空间转录组和多重IF显示CD27+记忆B细胞和浆细胞聚集在PBC患者的肝门静脉。总之，DUOX2+ACE2+小胆管细胞是PBC的致病靶点，保存DUOX2+ACE2+胆管细胞并靶向抗PIGR自身抗体可能是PBC治疗干预的有价值的策略。

///  02  单细胞测序+空间转录组测序：异常的淋巴样发育程序驱动肉芽肿的形成

本研究通过结合单细胞测序和空间转录组学，对结节病患者的肉芽肿进行研究。

通过生物信息学方法重建潜在的基因调控网络，发现了一种免疫刺激环境—重新利用与淋巴器官发育相关的转录程序。其中三种细胞类型在肉芽肿的形成中起着关键作用，包括：巨噬细胞、Th17.1细胞和成纤维细胞。持续的炎症和免疫细胞激活驱动三种细胞类型细胞间的相互作用，共同产生了一种异常形式的TLSs。在结节病小鼠模型中，靶向基质金属蛋白酶药理学抑制减弱了肉芽肿的形成。

总之，本研究表明，人类肉芽肿在异常组合中具有正常淋巴器官发育的特征，产生了一种异常形式的TLSs。

///  03  空间二代三代测序解析恶性胶质瘤转录剪接与侵袭微环境调控机制

H3K27M突变型弥漫中线胶质瘤(DMG) 和胶质母细胞瘤（GBM）分别是儿童和成人中最常见、最致命的中枢神经系统原发肿瘤，虽然两者发生的遗传事件，位置，年龄都不相同，但两者都具有侵袭性生长、广泛浸润脑组织，表现出高度的异质性，这也导致了其预后生存差。它们的异质性受到基因、表观遗传、转录剪接、免疫微环境的驱动，其空间特异的转录剪接特征和微环境调控机制尚有待深入研究。

本文研究者对5例DMG，3例IDH野生型GBM，2例IDH突变型GBM及1例癌旁组织进行了10x Visium空间转录组建库测序，对包含有肿瘤细胞的spot鉴别出四种在不同胶质瘤亚类中保守的基因表达模块，并通过富集分析、临床病理学验证等方法确定了各个模块对应的肿瘤空间结构：肿瘤核心区、富血管区、肿瘤侵袭区、缺氧坏死区，与病理学特征高度吻合。在此基础上作者对空间转录组获得的cDNA进行了三代测序鉴定基因的剪接模式差异，发现在肿瘤不同区域中同一个基因的剪接模式存在差异，由于空转分辨率较低，本文研究者结合单细胞转录组进一步解析肿瘤的空间异质性，在两种肿瘤的侵袭区均发现了RG-like细胞富集，而DMG作为少突胶质细胞前体样细胞为主的肿瘤，之前并未报道过该细胞群的存在，之后空间拟时间分析解析了RG-like细胞特异性高表达的基因集，并对其中排名前列且与患者不良预后相关的基因FAM20C进行功能验证，证实FAM20C是调控RG-like 细胞在神经微环境中侵袭性生长的重要基因。

在本文中空间转录组二代、三代测序数据联合，与早期的几篇单细胞转录组三代测序有异曲同工之妙，都从单细胞分辨率对细胞的基因剪接进行分析，解析了疾病的新调控机制。

///  04  单细胞技术验证单细胞数据：Nupr1缺失部分通过激活炎症信号通路促进胚胎内皮-造血转化

胚胎发育中期动脉内皮细胞的内皮-造血转化（EHT）是造血干细胞的起源，由于EHT过程关键细胞群体数量稀少、发育过程短暂等因素影响，其调控机制一直是造血发育研究领域的难点。2020年研究者在 Embryonic endothelial evolution towards first hematopoietic stem cells revealed by single-cell transcriptomic and functional analyses中报道了小鼠胚胎AGM区包括转录调节因子Nupr1（Nuclear protein 1，Nupr1）在内的11个生血内皮细胞特征基因，近期研究发现Nupr1是调控成体小鼠造血干细胞休眠态与激活态平衡的重要分子。

在本项研究中研究者构建了Nupr1条件敲除小鼠，发现Nupr1缺失促进了胚胎AGM区生血内皮细胞的特化，加速了EHT过程，进而对胚胎期10天Nupr1条敲小鼠的CD31+CD44+细胞进行10x 单细胞转录组测序，证实Nupr1缺失后主动脉内皮细胞向EHT细胞群体的特化增加，为了确定Nupr1缺失对生血内皮细胞生血潜能的影响，研究者通过生血内皮细胞的单细胞水平体外造血诱导实验发现Nupr1缺失后，不仅能够产生造血子代的生血内皮细胞数量增多，并且平均每个生血内皮细胞产生的造血细胞以及表型造血干祖细胞数量也显著增多，表明Nupr1缺失不仅促进了EHT过程，也增强了生血内皮细胞的生血潜能，然后基于单细胞转录组数据深入分析，在Nupr1缺失的EHT过程中TNF-α的表达及其介导的炎症信号显著升高，通过TNF-α中和抗体处理可以减少Nupr1缺失后引起的造血干祖细胞生成增多，因此该发现进一步表明Nupr1缺失可能部分通过激活炎症信号通路促进EHT以及AGM区造血干细胞的发生。

///  05  单细胞+WES测序技术探究鼻咽癌转移的进化途径及其临床意义

为了追踪鼻咽癌（NPC）转移的进化路径，本文对163个匹配的血液和原发性、区域淋巴结转移和远处转移肿瘤样本进行了整合基因组分析（35例患者的163份样本：WES为400.97×， WGS为89.11×），并结合了来自两名患者的11个样本的单细胞RNA-seq，转移性肿瘤与原发性和区域性淋巴结肿瘤的突变负担、基因突变频率、突变特征和拷贝数频率相似。转移有两种不同的进化途径，包括从区域淋巴结转移(淋巴途径，61.5%，8/13)和从原发肿瘤转移(血行途径，38.5%，5/13)。原发性、区域性淋巴结和转移性肿瘤的主要替代类型是C > T转移，这也是不同鼻咽癌病理亚型报告的主要特征。同时发现了NFKBIA、TET2、BAP1、TP53和FAT1等驱动基因存在体细胞突变的克隆在转移中明显被选择。

通过对成对的原发和转移性鼻咽癌的Bulk RNA和Single cell RNA测序数据的综合分析，可以更好地了解鼻咽癌转移的进化史以及局部区域治疗对转移性鼻咽癌影响的机制。血行途径的特点是较高的IFN-γ反应基因表达和较高比例的耗尽CD8+ T细胞。通过Monocle2观察到连续的肿瘤进化轨迹，原发肿瘤细胞首先迁移到区域淋巴结，然后按照不同的路线扩散到骨和腹股沟淋巴结或肝脏，这与利用基因组数据构建的系统发育树揭示的淋巴进化路线密切一致。

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