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时空月速览 | 199篇文章,追踪发育/再生/进化/疾病前沿研究(2022年10月)

华大时空 华大时空 2023-07-02


针对单细胞、空间组技术在生命科学领域的应用,我们通过检索PubMed数据库,共追踪到2022年10月1日-31日期间发表的199文章(包括article、review等;IF>5),按照研究领域分类梳理的文章见下表,并按影响因子排名和广谱性遴选了30篇进行概要解读,供大家参考。


文末扫描二维码,即可获取全部199篇含研究物种、组织/器官和疾病信息的文献清单。



01

综述

Review


1.  空间转录组学的发展前景

The expanding vistas of spatial transcriptomics

2022-10-03; Nature Biotechnology; IF: 68.164; DOI: 10.1038/s41587-022-01448-2

内容概要:详细描述了现有的基于测序(sequencing-based spatial transcriptomics,sST)或基于成像(imaging-based ST,iST)的空间转录组技术,讨论了sST和iST的主要应用成果,并描述了它们的表征和验证的关键指标,以及实验框架。


2. 植物再生过程中的染色质:向根系身份的开放?

Chromatin during plant regeneration: Opening towards root identity?

2022-08-18; Current Opinion in Plant Biology; IF: 9.396; DOI: 10.1016/j.pbi.2022.102265

内容概要:评论了在理解植物再生细胞的发育和表观基因组特性方面的最新研究进展,以及这些可能如何有助于发育的灵活性和(epi)基因组的稳定性。


3. 人类口腔和颅面细胞图谱的路线图

A roadmap for the human oral and craniofacial cell atlas

2022-10-01; Journal of Dental Research; IF: 8.924; DOI: 10.1177/00220345221110768

内容概要:强调利用新的单细胞和空间组方法以更高分辨率解决在健康和疾病方面的综合生物学问题,讨论了口腔和颅面生物网络(the Oral and Craniofacial Bionetwork)背后的愿景,并概述了对该生物网络做出贡献和将从该网络获益的利益相关者,以及创建第一个人类口腔和颅面细胞图谱(Human Oral and Craniofacial Cell Atlas)的方向。


02

时空技术

Spatial Temporal Technology


4. Light-Seq: 光定向原位条形码编码固定细胞和组织中的生物分子以用于空间索引测序

Light-Seq: light-directed in situ barcoding of biomolecules in fixed cells and tissues for spatially indexed sequencing

2022-10-10; Nature Methods; IF: 47.990; DOI: 10.1038/s41592-022-01604-1

内容概要:开发了一种DNA纳米驱动技术——Light-Seq,这是一种在固定细胞和组织中使用光定向DNA条形码对完整生物样本进行多路空间索引,然后进行原位测序的方法。将Light-Seq应用于混合细胞培养和小鼠视网膜组织切片上,证实了该技术的适用性。


5. T细胞受体和转录组的空间图谱揭示适应性免疫反应中不同的免疫生态位和相互作用

Spatial maps of T cell receptors and transcriptomes reveal distinct immune niches and interactions in the adaptive immune

2022-10-11; Immunity; IF: 43.474; DOI: 10.1016/j.immuni.2022.09.002

内容概要:开发了10 mm分辨率的方法——Slide-TCR-seq,可用于测序分析完整组织中的整个转录组和TCR,可以深入了解克隆性、邻近细胞类型和驱动T细胞应答的基因表达之间的空间关系。


6. 通过组合索引进行优化的单核转录组分析

Optimized single-nucleus transcriptional profiling by combinatorial indexing

2022-10-19; Nature Protocols; IF: 17.021; DOI: 10.1038/s41596-022-00752-0

内容概要:报道了一个简化的、优化的sci-RNA-seq(single-cell combinatorial indexing RNA sequencing)协议版本,它采用了3轮分裂池索引,比原始协议更快、更稳健、更敏感,并具有更高的产量,试剂成本约为每个细胞1美分甚至更少。该研究应用优化后的sci-RNA-seq分析E16.5小鼠的全胚胎,在一次实验中完成了对38万个细胞核的分析。


03

生信工具

Bioinformatics Tools


7. 人类大脑类器官中推断和干扰细胞命运的调控因子

Inferring and perturbing cell fate regulomes in human brain organoids

2022-10-05; Nature; IF: 69.504; DOI: 10.1038/s41586-022-05279-8

内容概要:从单细胞转录组和可获得的大脑类器官发育时间过程中的染色质谱数据中构建了一个调控组(regulomes),并在类器官中使用多重CRISPR扰动实验的调控组扰动确定了对区域命运决定的影响以及命运获得后对细胞状态的影响。对GLI3敲除和Sonic Hedgegoghog信号分子暴露的类器官脑区形成关键时期的多组分析显示,背腹侧端脑多样化的调控破坏,并基于推断的调控组区分了GLI3的直接和间接靶点。


8. 多组学单细胞速度模型表观基因组-转录组相互作用和改进细胞命运预测

Multi-omic single-cell velocity models epigenome-transcriptome interactions and improves cell fate prediction

2022-10-13; Nature Biotechnology; IF: 68.164; DOI: 10.1038/s41587-022-01476-y

内容概要:开发了一个基因表达的双方程模型MultiVelo(https://github.com/ welch-lab/MultiVelo),它扩展了RNA速度框架,以纳入表观基因组数据。将该模型应用于来自大脑、皮肤和血细胞的多组学单细胞数据集,揭示了两类不同的基因,其区别在于染色质是在转录停止之前还是之后关闭。


9. DeepST: 通过深度学习来识别空间转录组中的空间域

DeepST: identifying spatial domains in spatial transcriptomics by deep learning

2022-10-17; Nucleic Acids Research; IF: 19.160; DOI: 10.1093/nar/gkac901

内容概要:提出了一个精确和通用的、可识别空间域的深度学习框架DeepST(https://github.com/JiangBioLab/DeepST),它利用预先训练好的深度神经网络模型,从形态图像块中提取特征向量,然后将提取的特征与基因表达和空间位置数据相结合,以表征空间相邻点的相关性,并创建空间增强基因表达矩阵。DeepST不仅可以实现对多批次或不同技术生成的空间转录组数据的有效集成,还具有处理其他空间组学数据的可扩展能力。


10. SPASCER: 单细胞分辨率下的空间转录组注释

SPASCER: spatial transcriptomics annotation at single-cell resolution

2022-10-16; Nucleic Acids Research; IF: 19.160; DOI: 10.1093/nar/gkac889

内容概要:构建了一个新的空间转录组数据库SPASCER(https://ccsm.uth. edu/SPASCER),涵盖来自43项研究的数据集,包括来自4个物种的16个器官类型的1,082个亚数据集,能够帮助理解组织的异质性,区域特异性的微环境,以及在多个层次上跨组织结构的细胞间相互作用。


11. 空间单细胞分辨率下bulk RNA-seq数据的从头分析

De novo analysis of bulk RNA-seq data at spatially resolved single-cell resolution

2022-10-30; Nature Communications; IF: 17.694; DOI: 10.1038/s41467-022-34271-z

内容概要:描述了一种基于深度学习框架的空间反卷积算法Bulk2Space(https://github.com/ZJUFanLab/Bulk2space),它使用现有的高质量scRNA-seq和空间转录组数据作为参考,从bulk RNA-seq数据中生成空间分辨的单细胞基因表达谱,且被证实具有稳健的性能。


12. Belayer: 从空间分辨转录组中对基因表达的离散和连续空间变异进行建模

Belayer: Modeling discrete and continuous spatial variation in gene expression from spatially resolved transcriptomics

2022-10-19; Cell Systems; IF: 11.091; DOI: 10.1016/j.cels.2022.09.002

内容概要:描述了一种模拟来自分层组织的空间分辨转录组数据中离散和连续的空间表达变化的算法Belayer,它能够准确地推断出组织层边界和空间变化的基因,其在大脑和皮肤的空间分辨转录组数据中的应用证实了这一点。


04

发育/再生

Development/Regeneration


13. 单细胞空间转录组揭示内皮细胞Wnt2和Wnt9b对肝脏代谢分区和再生的动态控制

Single-cell spatial transcriptomics reveals a dynamic control of metabolic zonation and liver regeneration by endothelial cell Wnt2 and Wnt9b

2022-10-07; Cell Reports. Medicine; IF: 16.988; DOI: 10.1016/j.xcrm.2022.100754

内容概要:使用现有的scRNA-seq数据库分析不同物种中Wnt基因转录本的肝细胞特异性表达,发现肝内皮细胞中Wnt2Wnt9b的缺失导致3区基因表达缺失,该区域出现1区基因,肝再生减弱。此外,Wnt激动剂可促进急性肝衰竭模型的肝再生。


14. 子宫-胎盘界面的保护

Conservation at the uterine-placental interface

2022-10-03; Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America; IF: 12.779; DOI: 10.1073/pnas.2210633119

内容概要:使用scRNA-seq分析侵袭性滋养细胞谱系的转录组,以及在妊娠早期(gestation day,gd;15.5)和晚期(19.5gd)大鼠子宫-胎盘界面的其他32个细胞群,确定了侵袭性滋养层细胞谱系发展的保守候选调控因子。


05

生命结构

Life Structure


15. 健康人肝脏的空间转录组分析

Spatial transcriptome profiling of normal human liver

2022-10-19;Scientific Data; IF: 8.501; DOI: 10.1038/s41597-022-01676-w

内容概要:对正常人的肝组织切片进行了空间转录组研究,从2个人类捐赠者的正常肝脏中获取了6,581个高质量的spots,这些数据中的细胞主要是被分为四个亚组的肝细胞。


06

生命进化

Life Evolution


16. 对跨物种单细胞景观的深度学习识别出细胞类型背后的保守调控程序

Deep learning of cross-species single-cell landscapes identifies conserved regulatory programs underlying cell types

2022-10-13; Nature Genetics; IF: 41.307; DOI: 10.1038/s41588-022-01197-7

内容概要:首先利用whole-body scRNA-seq策略构建了斑马鱼、果蝇和蚯蚓的全身单细胞转录组图谱;然后,整合8个代表性后生动物的细胞图谱,生成了动物进化中细胞平衡状态的保护和多样性的详细目录;利用这些统一构建的跨物种景观,开发了一种基于深度学习的策略Nvwa,可从单个细胞的DNA序列来预测基因表达;最后,系统地比较了细胞类型特异性相关的细胞谱系特异性转录因子,揭示了脊椎动物和无脊椎动物的保守遗传调控机制。


07

疾病研究

Disease Research


恶性肿瘤


17. 结直肠癌中基因组和表观基因组的共同演化

The co-evolution of the genome and epigenome in colorectal cancer

2022-10-26; Nature; IF: 69.504; DOI: 10.1038/s41586-022-05202-1

内容概要:收集来自30例原发癌和8例伴随腺瘤患者的1,370个样本,利用单个腺体的空间多组学分析,在单克隆分辨率下研究了结直肠肿瘤的基因组和表观基因组的共同演化,生成了遗传和表观遗传肿瘤异质性图谱,这对理解结直肠癌生物学具有重要意义。


18. 食管癌的单细胞转录组图谱及新辅助化疗对其的调控

The single cell transcriptional landscape of esophageal adenocarcinoma and its modulation by neoadjuvant chemotherapy

2022-10-17; Molecular Cancer; IF: 41.444; DOI: 10.1186/s12943-022-01666-x

内容概要:对原发性疾病(n=4)或接受过新辅助化疗(neoadjuvant chemotherapy,NAC;n=4)患者的食管癌(esophageal adenocarcinoma,EAC)肿瘤进行scRNA-seq分析,获得了52,387个细胞,绘制了食管癌的单细胞转录组图谱,揭示了对当前免疫治疗反应的基础和限制的特征,并确定了一系列靶向治疗的新机会。


19. 在神经退行性变中受DNA双链断裂的神经元通过抗病毒样信号刺激小胶质细胞激活

Neurons burdened by DNA double-strand breaks incite microglia activation through antiviral-like signaling in neurodegeneration

2022-10-03; Molecular Cancer; IF: 41.444; DOI: 10.1186/s12943-022-01658-x

内容概要:整合并分析了来自4个数据集(GSE33630、GSE65144、GSE29265、GSE76039)的216个样本(78个正常组织、69个乳头状甲状腺癌、17个低分化甲状腺癌、52个未分化甲状腺癌),研究CREB3转录因子家族成员在甲状腺癌中的作用,揭示了CREB3L1通过激活ECM信号,维持未分化甲状腺癌细胞的CAF-like特性,重塑肿瘤间质微环境,驱动未分化甲状腺癌的恶性肿瘤。


20. 非小细胞肺癌脑转移的空间转录组景观

The spatial transcriptomic landscape of non-small cell lung cancer brain metastasis

2022-10-10; Nature Communications; IF: 17.694; DOI: 10.1038/s41467-022-33365-y

内容概要:通过空间RNA-seq分析44例非小细胞肺癌患者的原发和转移性肿瘤标本,获得了肿瘤核心、肿瘤免疫微环境和肿瘤脑微环境的完整转录组图谱,为肺癌脑转移的机制提供了重要的分子和细胞见解。


21. 胶质瘤间差异空间模式的转录组和连接组相关性

Transcriptomic and connectomic correlates of differential spatial patterning among gliomas

2022-10-18; Brain; IF: 15.255; DOI: 10.1093/brain/awac378

内容概要:利用TCGA(The Cancer Genome Atlas)数据集,从同一患者的多形性胶质母细胞瘤(glioblastoma multiforme,GBM)和低级别胶质瘤(low-grade gliomas,LGG)组织中获得了一组差异表达基因,将这些表达与ABHA结合,从正常对照数据中构建整个皮层的分级相关表达图谱,确定了脑网络动力学和转录组特征是GBM和LGG发生的区域脆弱性的关键因素。


22. 不同患者队列的空间转录组揭示三阴性乳腺癌的保守结构

Spatial transcriptomic analysis of a diverse patient cohort reveals a conserved architecture in triple-negative breast cancer

2022-10-25; Cancer Research; IF: 13.312; DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-22-2682

内容概要:利用空间转录组技术分析14例三阴性乳腺癌( triple-negative breast cancer,TNBC)患者的28个样本切片中38,706个空间特征,结合功能分子分析,全面注释了空间解析细胞群的转录状态。


23. 卵巢癌前体的空间转录组揭示IGFBP2在发病机制过程中的重新激活

Spatial transcriptomic analysis of ovarian cancer precursors reveals reactivation of IGFBP2 during pathogenesis

2022-10-07; Cancer Research; IF: 13.312; DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-22-1620

内容概要:通过空间转录组技术比较分析13个浆液性输卵管上皮内癌(serous tubal intraepithelial carcinoma,STIC)、3个高级别浆液性癌(high-grade serous carcinoma,HGSC)及其匹配的13个正常输卵管上皮细胞样本,揭示了在雌激素剥夺、增殖静止和绝经后输卵管微环境中,胰岛素样生长因子结合蛋白-2(IGFBP2)近端增强子去甲基化通过维持IGFBP2的增加,驱动肿瘤的进展。


24. 空间转录组分析描述儿童室管膜瘤的上皮、间充质细胞亚群和过渡阶段

Spatial transcriptomic analysis delineates epithelial and mesenchymal subpopulations and transition stages in childhood ependymoma

2022-10-10; Neuro-oncology; IF: 13.029; DOI: 10.1093/neuonc/noac219

内容概要:利用空间转录组技术将不同细胞亚群映射到室管膜瘤后颅窝亚组A(posterior fossa subgroup A,PFA)的肿瘤结构上,分析了14个(11个原发性,3个匹配的复发)快速冷冻手术切片,揭示了PFA的细胞成分、PFA的相互作用和对肿瘤进展的影响。


非癌疾病


25. 在炎症的发生和消退过程中大脑驻留细胞和募集的巨噬细胞的差异可塑性和命运

Differential plasticity and fate of brain-resident and recruited macrophages during the onset and resolution of neuroinflammation

2022-10-10; Immunity; IF: 43.474; DOI: 10.1016/j.immuni.2022.09.005

内容概要:布氏锥虫(Trypanosoma brucei)通过逐步穿过3个腔室(边界区域、脑脊液和脑实质)侵入小鼠大脑,引起广泛的脑膜脑炎反应,同时大量动员了常驻和募集的巨噬细胞。结合连续双光子层析成像、细胞系追踪、scRNA-seq和遗传切除技术,描绘了布氏锥虫感染期间小胶质细胞、边界相关巨噬细胞和募集的巨噬细胞的转录动态和功能多样性,并揭示了在药物诱导的疾病消退后它们的命运。


26. 单细胞分辨率下破译免疫性血小板减少症中骨髓造血的转录组改变

Deciphering transcriptome alterations in bone marrow hematopoiesis at single-cell resolution in immune thrombocytopenia

2022-10-07; Signal Transduction and Targeted Therapy; IF: 38.104; DOI: 10.1038/s41392-022-01167-9

内容概要:应用scRNA-seq比较分析免疫性血小板减少症(immune thrombocytopenia,ITP;n=4)和健康对照(n=4)中骨髓CD34+造血干细胞和祖细胞(hematopoietic stem and progenitor cells,HSPCs)的转录组,首次构建了ITP骨髓中CD34+ HSPCs的单细胞转录组图谱,揭示了ITP中的巨核生成缺陷,为ITP的发病机制提供了新的见解。


27. 组蛋白乳酸化促进心肌梗死后修复性基因的激活

Histone lactylation boosts reparative gene activation post-myocardial infarction

2022-10-21; Circulation Research; IF: 23.213; DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.122.320488

内容概要:鉴定并验证了心肌梗死(myocardial infarction,MI)后心脏募集前单核细胞修复反应的早期编程模式,探索了MI中组蛋白乳酰化的动态模式,为MI后代谢组-表观基因组-免疫级联反应的机制提供了一个新的视角。


28.多模态单细胞分析定义人类常染色体显性多囊肾病的细胞复杂性

Defining cellular complexity in human autosomal dominant polycystic kidney disease by multimodal single cell analysis

2022-10-30; Nature Communications; IF: 17.694; DOI: 10.1038/s41467-022-34255-z

内容概要:通过分析8例常染色体显性多囊肾病(autosomal dominant polycystic kidney disease,ADPKD)患者和5例健康人的肾脏样本,生成了由平均10万个单核转录组和5万个单核表观基因组组成的单细胞多组学图谱,揭示了以前未被识别的细胞异质性,并为开发ADPKD更好的诊断和治疗方法奠定了基础。


29. 精神分裂症患者的上皮层驱动的网络损伤

Upper cortical layer-driven network impairment in schizophrenia

2022-10-12; Science Advances; IF: 14.957; DOI: 10.1126/sciadv.abn8367

内容概要:利用snRNA-seq分析精神分裂症患者和年龄/性别匹配的对照组的背外侧前额叶皮层的>22万个神经元,然后通过免疫组化对>11.5万个神经元进行拓扑分析,最后采用空间转录组技术验证精神分裂症影响回路中的基因表达和神经元组成的变化,发现皮质上层中GABAergic中间神经元和主要神经元的亚型在精神分裂症中变化最大,其可能对精神分裂症表型有最大的贡献。


08

其他研究

Other Research 


30. 亚细胞空间转录组鉴定了3种机制上不同的定位RNAs

Subcellular spatial transcriptomics identifies three mechanistically different classes of localizing RNAs

2022-10-26; Nature Communications; IF: 17.694; DOI: 10.1038/s41467-022-34004-2

内容概要:通过亚细胞空间转录组技术,鉴定定位于柱状滤泡上皮(follicular epithelium,FE)顶端和基底区域的RNA,并分析其定位的机制,确定了FE中RNA定位的至少3种机制,并提示RNA定位与体内动力蛋白/动力蛋白/适配器复合体形成之间可能存在联系。


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*文献追踪由时空团队联合国家基因库大数据平台完成。




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