01

單細胞轉錄組發現非小細胞肺癌廣泛存在的混合譜系腫瘤細胞，可對非小細胞肺癌進行精準分型

非小細胞肺癌可以分為三個亞型：腺癌（ADC）、鱗癌（SCC）和大細胞癌（LCC），本文利用單細胞轉錄組技術對19例原發性非小細胞肺癌患者（14例ADC、3例SCC、1例復合型小細胞肺癌、1例混合型腺癌和神經內分泌癌）和1例軟骨瘤型錯構瘤患者的癌旁組織和腫瘤組織進行研究，鑒定了6類普遍存在的主要細胞類型，對上皮細胞進行深入研究發現77.5%的腫瘤細胞會同時表達兩種甚至三種不同腫瘤亞型特異性的標志基因，這群細胞被命名為混合譜系腫瘤細胞，在非小細胞肺癌患者中是普遍存在的；混合譜系腫瘤細胞和單譜系腫瘤細胞之間是怎樣的起源關系呢？利用譜系示蹤手段和單細胞線粒體突變及CNV技術手段，發現混合譜系腫瘤細胞和單譜系腫瘤細胞來自共同的腫瘤前體細胞，表明混合譜系腫瘤細胞的可塑性非常強，可能很容易在單譜系狀態和混合譜系狀態之間切換表型；然后利用TCGA數據進行生存分析，發現混合譜系腫瘤細胞的比例和特征與患者的不良預后密切相關，高混合譜系特征的患者其總生存期和無進展生存期都明顯縮短；對混合譜系腫瘤細胞的特異性高表達基因進行分析，篩選并經過動物實驗驗證確定了AKR1B1基因促進腫瘤細胞的增殖，抑制腫瘤細胞的凋亡，可能參與調控了混合譜系腫瘤細胞的可塑性。

該研究為非小細胞肺癌腫瘤亞型更為精準的分型提供了新的線索，未來對于具有高混合譜系特征的非小細胞肺癌患者的診斷和治療具有重要的指導意義。

02

樊榮團隊發布空間分辨率的ATAC-seq

空間測序技術目前已經成為在組織樣本中進行組學分析的最前沿的技術，但是目前主要集中在轉錄組，靶向蛋白組和代謝組，這些分子的表觀調控層面研究依然是重大挑戰。

2022年初，樊榮教授團隊充分利用CUT&TAG技術結合原位編碼首次實現了組蛋白修飾的高空間分辨率，近期該團隊和瑞典卡羅林斯卡學院合作進一步開發了空間組織原位的染色質可及性研究Spatial-ATAC-seq，研究人員在小鼠胚胎中進行空間染色質可及性檢測，成功分辨出小鼠胚胎的主要器官，并能夠和單細胞ATAC數據進行很好的匹配，在扁桃體中也進行了檢測，并能夠通過擬時序分析，重構了B細胞激活過程中重要基因附近染色質可及性的時空變化。

該技術的出現可以用于探索不同疾病狀態的表觀遺傳起源，開發針對表觀遺傳的藥物，開辟一條全新的疾病治療途徑。

03

人類結腸中靜止的LGR5+干細胞的鑒定

在小鼠腸道上皮中，Lgr5+干細胞由于其循環性質而容易受到損傷，其后代需要通過去分化來補充干細胞池。研究者想要探究人類結腸干細胞在內穩態和再生過程中的行為。他們首先對人類和小鼠結腸上皮細胞做了scRNA-seq來分析結腸上皮細胞之間的轉錄異質性，并發現：在人類結腸中存在不分裂的LGR5+干細胞。隨后為了追蹤人類結腸干細胞或分化細胞的命運，研究者通過基因組工程生成了LGR5-tdTomato、LGR5-iCT、LGR5-splitCre和KRT20-ERCreER基因敲入的人類結腸類器官，并利用p27-mvenus報告基因進一步觀察p27+休眠細胞。然后研究者將熒光標記的人結腸類器官原位異種移植到免疫缺陷小鼠來分析人結腸干細胞在體內的動態。最后研究者利用EdU脈沖追逐分析評價移植瘤細胞的細胞周期動態。在穩態、LGR5消融和5-FU誘導的黏膜損傷的背景下，分析慢循環人類干細胞或分化細胞的克隆能力。結果顯示：慢循環LGR5+p27+細胞的可視化和譜系追蹤以及原位異種移植驗證了它們在體內的穩態譜系形成能力，而5-FU誘導的黏膜損傷增強了這種能力。TGF-β信號通路調節LGR5+細胞的靜止狀態。盡管KRT20+分化細胞具有可塑性，但在5-FU誘導的損傷后，它們沒有表現出克隆生長，這表明LGR5+p27+細胞對生態位環境的占領阻止了鄰近分化細胞的去分化。

這項研究強調了人類LGR5+結腸干細胞的靜止性質及其對損傷后再生的貢獻。

04

孕產婦肥胖時會對后代產生影響么？這篇文章給出了答案！

超重和肥胖不僅影響一個人的體態，更是不健康的表現，已經有大量研究表明二型糖尿病、心血管疾病多種癌癥都與肥胖相關。那么所謂的天生肥胖體質是否在幼時就已經決定了呢？

本研究Rana Gupta課題組早期單細胞研究結果就揭示了小鼠腹腔脂肪中PDGFRβ+細胞的兩種亞群，APCs具有高度脂肪細胞分化能力，而FIPs不具有分化成脂肪細胞的能力，且表達較高水平的炎癥、纖維化、抑制脂肪細胞分化的基因，APCs和FIPs的比例隨著衰老進程逐漸降低，逆轉兩種細胞的數量變化則可以維持脂肪組織健康，從而維持機體的代謝正常。

為了解這個過程需要深入了解這兩類同源細胞的分化關系，包括分化路徑和相互轉化，該課題組首先通過解剖學發現性腺腹脂在公鼠出生3天后出現，7天后成型，因此分離兩個時間點公鼠的WAT進行單細胞測序，發現在P3時期脂肪組織未成形時PDGFRβ+的APCs和FIPs就已經存在，此時APCs中占比隨著脂肪組織的發育占比逐漸從55%下降，而FIPs則從小于20%逐漸升高，并且P7的FIPs具備一定的脂肪細胞分化潛能，炎癥反應比成年FIPs減弱許多，此時的FIPs還沒有“黑化”，那么早期干預PDGFRβ+細胞是否可以對成年發生的肥胖起到保護作用呢？研究者構建了轉基因小鼠證實了這一猜想，短期誘導PDGFRβ+中Pparg基因的表達能夠誘導FIPs的脂肪分化能力，并在成年小鼠肥胖后依然能夠保留，進而緩解脂肪組織炎癥水平、纖維化程度，改善功能紊亂和肥胖引起的胰島素抵抗等代謝綜合征。

這一研究為孕產婦肥胖對后代的影響以及青少年肥胖對成年的影響提供了理論模型，為肥胖和相關代謝性疾病的預防和改善提供了新的理論基礎。

05

人類免疫系統細胞表面蛋白“連線圖”

免疫系統是由遍布全身的、高度遷移的不同細胞組成，他們必須與身體的其他穩態器官保持協調。免疫細胞的功能主要依賴于其分泌蛋白或表面蛋白的交互作用，并且由于其幾乎調節細胞活化的所有階段，被視為各種穩態和病理過程的關鍵介質，也是最具吸引力的治療靶點。但是細胞表面蛋白的相互作用主要依賴于互作數據庫，數據庫中互作信息仍然存在大量不足。

本文則利用高通量表面受體篩選方法，系統地繪制了跨重組文庫的直接蛋白質相互作用圖，還開發了一個交互式多組織單細胞圖譜，可以推斷整個身體的免疫相互作用，揭示多細胞網絡中新相互作用和樞紐的潛在功能環境。這項工作創建的圖集網站如下鏈接https://www.sanger.ac.uk/tool/immune-interaction/immune-interaction，總結了不同組織免疫群體的整體細胞連接性到推斷細胞-細胞對能夠進行特定的受體相互作用，通過這個系統的多器官圖譜，可以確定免疫受體相互作用是通過共享結構進行還是在組織之間是不同的。這項工作能夠給單細胞研究者提供更全面的、更特異的組織特有互作模式和共享模式。

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