01
单细胞+空间转录组学:揭示胆道闭锁纤维化相关的免疫景观
胆道闭锁（BA）是一种炎症性和纤维化性新生儿胆管病，但病因仍不明确。
本研究对14个肝脏样本进行单细胞RNA测序和空间转录组测序，然后基于基因表达谱进行细胞类型注释及数据整合，确定纤维化相关免疫细胞的空间位置；并通过GO和KEGG分析确定了纤维化相关免疫细胞；最后，分别使用SPOTlight和CIBERSORTx分别对ST数据和微阵列数据进行去卷积。结果显示：在“纤维化生态位”（瘢痕区域）的免疫亚群，包括CD14+CD16+单核细胞、巨噬细胞、自然杀伤T细胞、B细胞和FCN3+中性粒细胞；通过GO/KEGG分析发现，这些细胞类型富集到平滑肌细胞/成纤维细胞增殖的正向调节通路以及对VEGFR/VEGF/EGFR/FGF的正向调节/反应通路；最后，对ST数据和微阵列数据的去卷积结果证实，在一些已鉴定的纤维化相关细胞类型在BA中的比例增加。
总之，本研究揭示了BA纤维化生态位的分子、细胞和空间免疫微环境。
02
单细胞测序揭示C1Q标记高侵袭性巨噬细胞样白血病，提示髓外浸润和复发
急性髓系白血病(Acute myeloid leukemia, AML)是一种致命的血液系统恶性肿瘤，起源于不成熟祖细胞的无限增殖，以髓内和髓外浸润为特征。髓外浸润(EMI)是AML预后不良的一种伴随表现，其潜在机制仍然知之甚少，治疗方案也很有限。
在本研究中，研究者对一位出现广泛性白血病皮肤的AML患者的骨髓(BM)和EMI样本进行了单细胞RNA测序，发现补体C1Q+巨噬细胞样白血病亚群在皮肤中富集，在EMI表现之前存在于BM中，并在多个AML患者中得到进一步证实。基因组和转录分析揭示了表达高水平C1Q的EMI患者的突变和基因表达特征。RNA测序和定量蛋白质组学分析揭示了C1Q从初发到复发的表达动态。单变量和多变量分析显示C1Q表达的不良预后意义。在机制上，转录因子MAFB调节的C1Q表达使白血病细胞具有组织浸润能力，可在患者来源的异种移植(PDX)和细胞系来源的异种移植(CDX)模型中建立明显的皮肤或胃肠道EMI结节。成纤维细胞通过对C1Q- gC1QR的识别和随后TGF-β1的刺激吸引C1Q+白血病细胞的迁移。这种细胞间通讯也有助于C1Q+白血病细胞在化疗应激下的存活。
因此，C1Q是AML的不良预后标记物，它通过与成纤维细胞的交流协调癌症浸润途径，并代表了一个令人信服的EMI治疗靶点
03
纠结单细胞批次效应的研究者的福音来了！SCALEX单细胞测序数据在线整合算法
随着单细胞技术的发展，研究越来越深入，规模越来越大，整合自己多批次的数据或者整合数据库的数据进行全面挖掘是现在单细胞数据分析的核心环节，然而目前面临几个难题：1.不同的实验样本，实验平台，艰苦方法带来的批次效应干扰生物学差异的提取，2.百万级单细胞数据分析算法效率低，3.不同数据集样本类型多样，存在高异质性，4.目前的整合方法基于不同批次数据间的细胞相似性来矫正批次效应，存在过度整合、可扩展性差、无法直接将已有模型应用到新数据集上等弊端。2022年10月17日清华大学张强锋教授课题组在Nature Communications发表了自主开发的基于自编码器深度学习框架的人工智能算法--SCALEX，来对单细胞数据进行在线整合。该算法采用一个批次无关的编码器和批次特异的解码器组成的非对称自编码器结构，通过大量学习得到一个高泛化编码器，能够将高维的单细胞测序数据投射到低维细胞嵌入空间，保留生物学差异的同时消除批次效应。这个算法明显由于目前的单细胞测序数据整合算法，并且能保持高计算效率，在数据矫正中也避免了过矫正清醒适用于异质性好，复杂度高的样本整合，同时该算法还兼容单细胞多组学数据整合。总体来说新算法在消除批次效应，保留生物学差异，适应数据的复杂性上优势明显，这个算法真的这么好吗？还需要大量应用者进行验证。
04
肿瘤静息细胞与胶质瘤入侵、扩散有关
高级别胶质瘤是儿童和成人最常见的原发性颅内恶性肿瘤，患者生存期短，治疗困难，主要原因是肿瘤向周围正常脑组织浸润性生长，并且由于胶质母细胞瘤干细胞的参与抑制了放化疗药物的疗效。静息细胞是指暂时退出细胞分裂周期，进入G0期的癌细胞，属于肿瘤休眠机制的一种，即细胞休眠。这种细胞对细胞周期依赖的化疗药物耐受，在一定条件下被激活并再次增殖，导致癌症的复发。
本文重新分析了一个包括20名成人与8名儿童的神经胶质瘤单细胞RNA-seq数据，发现了癌症干细胞标志物Prominin-1在儿童神经胶质瘤中有较高表达，然后研究人员根据细胞周期相关基因将肿瘤细胞进一步分为周期性和非周期性（包括静息）癌细胞，结合Prominin-1的表达在成人和儿童神经胶质瘤中都发现了一个PROM1+的细胞亚群，奇怪的是这群细胞高表达细胞黏附和扩散相关的基因，接下来研究者设计了一个追踪G0期的荧光蛋白追踪系统，首先确认了这群细胞在肿瘤中的分布，接着追踪了替莫唑胺（TMZ）治疗小鼠脑肿瘤中静息态Prom1+细胞，发现TMZ对静息态Prom1+细胞没有影响，而静息态Prom1+细胞清除可以有效减小肿瘤的大小，提高小鼠生存率，而在肿瘤建立后再进行清除，发现入侵的细胞减少了，说明静息态Prom1+细胞与肿瘤的入侵、扩散有关。然后在人类脑瘤的类器官模型中尝试了各种药物处理，筛选发现DYRK1A/B抑制剂去氢骆驼蓬碱（Harmine）清除静息细胞的效果最好，并且降低了类器官的入侵性，有可能作为浸润性高级别神经胶质瘤的治疗药物。
该文章揭示了静息细胞亚群可能是导致高级别胶质瘤侵袭性的部分原因，发现了潜在的治疗浸润性高级别神经胶质瘤药物。
05
过敏性结膜炎为什么会引起瘙痒？炎症和感觉神经元之间是如何作用的呢？
过敏性结膜炎，通常是由尘螨过敏，暴露在空气中的过敏原比如花粉和室内尘螨造成，是一种慢性炎症性疾病，其特征是结膜严重搔痒，瘙痒过程是由位于三叉神经结免疫细胞产生的II型细胞因子如白细胞介素IL-4和IL-13可直接激活感觉神经元，而呈现的一种症状，然而神经免疫相互作用如何应影响严重瘙痒的机制尚不清楚。
本文构建了尘螨过敏性结膜炎小鼠模型，然后利用单细胞转录组技术对结膜组织中的5258个CD45+的免疫细胞进行单细胞转录组测序，发现了23个不同的细胞群，并结合组织学实验发现其中室内尘螨导致的过敏性结膜炎所引发神经轴突伸长是依赖于T细胞群体的。接着研究者用OVA反复刺激小鼠结膜，形成抗原特异性记忆Th2细胞，来探究Th2细胞在结膜炎形成瘙痒的发病机制的作用进行评估，发现其参与了严重瘙痒的发病机制以及结膜相关的淋巴组织结构的形成和周围神经伸长相关，而Th2细胞在IL-33敲除小鼠中严重瘙痒以及周围神经伸长的表型会减弱，因此IL-33可能参与了过敏性结膜炎的轴突伸长和严重瘙痒过程。为了确定Th2细胞中引起瘙痒的分子，基于单细胞转录组结果发现，Ctss，Klk8等一部分与瘙痒相关的基因显著上调，而在Th2细胞中IL-4和IL-13等表达也增强，可以直接激活感觉神经元，并且Th2中高表达一种神经肽Calca，阻断该过程可以改善过敏性结膜炎的严重瘙痒症状。免疫细胞与神经元的互作中，发现特异性表达Calcrl和Ramp1的瘙痒神经元参与到过敏性结膜炎的进展之中，这表明室内尘螨引发的结膜炎中IL-33-ST2-CGRP-Ramp1轴调节记忆Th2细胞和外周瘙痒神经元之间的免疫-神经元相互作用，进而导致慢性结膜炎中严重过敏性炎症诱导的瘙痒。另外文章为治疗过敏性结膜炎严重瘙痒的治疗提供了潜在的靶点。
参考文献：
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[2] Yang LX, Zhang CT, Yang MY, Zhang XH, Liu HC, Luo CH, Jiang Y, Wang ZM, Yang ZY, Shi ZP, Yang YC, Wei RQ, Zhou L, Mi J, Zhou AW, Yao ZR, Xia L, Yan JS, Lu Y. C1Q labels a highly aggressive macrophage-like leukemia population indicating extramedullary infiltration and relapse. Blood. 2022 Nov 2:blood.2022017046. doi: 10.1182/blood.2022017046. Epub ahead of print. PMID: 36322939.
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