單細胞助力發(fā)現(xiàn)一類新的ILC3亞群并揭示其在促進腸道健康中的作用

01

基于8萬+單細胞多組學數(shù)據(jù)繪制的第一版高精度人類腎臟組織圖譜

腎臟是人體中具有最多樣化細胞群和空間組織的器官之一，探索腎臟組織內(nèi)的結構-功能關系對于了解腎臟的生理學和病理學特征具有重要意義。

該研究對56名健康成人志愿者的腎組織進行了單細胞轉(zhuǎn)錄組學、蛋白質(zhì)組學、兩種基于成像的空間轉(zhuǎn)錄組學和一種空間代謝組學的檢測，并對這些多組學數(shù)據(jù)進行整合，基于單細胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)識別對應區(qū)域的細胞類型和基因表達，轉(zhuǎn)錄組和蛋白組數(shù)據(jù)突出了基因或蛋白質(zhì)的相對表達水平對指示腎臟相應解剖區(qū)域的重要性。然后結合空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，確認了沿腎單位和間質(zhì)排列的不同細胞亞型。

通過多組學數(shù)據(jù)整合，不僅能夠從不同維度解析機體的功能，也能提高結果的準確性。該研究所繪制的人類腎臟組織圖譜可為腎臟組織細胞的分子分類提供新的框架，幫助定義患者在不同疾病狀態(tài)下受到的分子干擾。

 

02

Cell文章：單細胞轉(zhuǎn)錄組解析黑色素瘤顱內(nèi)與顱外腦轉(zhuǎn)移細胞圖譜差異

腦轉(zhuǎn)移是許多惡性腫瘤發(fā)展的終末期標志，排名前三的是肺癌、乳腺癌和黑色素瘤。許多腦轉(zhuǎn)移的病人免疫治療響應不理想，導致生存率低。但是為什么有的人容易發(fā)生顱內(nèi)轉(zhuǎn)移，而有的人容易發(fā)生顱外轉(zhuǎn)移呢？

本篇文章收集了22例未經(jīng)治療的黑色素瘤顱內(nèi)轉(zhuǎn)移病人樣本和10份顱外轉(zhuǎn)移樣本，通過單細胞測序技術，得到114455個單細胞轉(zhuǎn)錄組，確定了9種細胞類型，同時結合跨度15年的冷凍病理樣本進行多組學檢測，發(fā)現(xiàn)顱內(nèi)轉(zhuǎn)移惡性腫瘤細胞的基因組變異比顱外轉(zhuǎn)移更大，基因組更加不穩(wěn)定；然后作者比較了顱內(nèi)和顱外轉(zhuǎn)移腫瘤細胞的異同，基因聚類結果顯示顱內(nèi)轉(zhuǎn)移的腫瘤細胞高表達腫瘤生長發(fā)育、腫瘤環(huán)境維護以及神經(jīng)元分化、形變以及粘附的基因，氧化磷酸化和PI3K等信號通路也高度活化；而顱外轉(zhuǎn)移則高表達表皮細胞向間充質(zhì)轉(zhuǎn)變的基因，高度活化的通路包括細胞粘附以及MTORC1等，進一步確證了顱內(nèi)和顱外轉(zhuǎn)移的異質(zhì)性；機制研究結果發(fā)現(xiàn)除了顱內(nèi)轉(zhuǎn)移的腫瘤細胞具有神經(jīng)元樣表型有可能促進腫瘤顱內(nèi)轉(zhuǎn)移之外，單核細胞來源的巨噬細胞的原致癌特性和漿細胞的空間依賴性也有可能參與了腫瘤的顱內(nèi)轉(zhuǎn)移。

總之，本文作者通過多維度單細胞圖譜分析揭示了人黑色素瘤未經(jīng)治療情況下顱內(nèi)轉(zhuǎn)移和顱外轉(zhuǎn)移的區(qū)別，包括基因組和轉(zhuǎn)錄譜變化以及腫瘤微環(huán)境差異。

 

03

同濟大學王佐林團隊鑒定頜面骨再生新細胞譜系

括上頜骨和鼻骨在內(nèi)的頜面骨是影響中臉輪廓和功能的重要骨骼結構。不同原因引起的頜面骨缺損會嚴重影響面部輪廓以及言語、咀嚼和吞咽等生理功能。上頜骨體內(nèi)有一個特殊的解剖結構，稱為上頜竇，其腔內(nèi)襯有Schneiderian膜（SM），是呼吸上皮的延伸，前期有研究表明顱骨區(qū)域的骨祖細胞主要位于顱骨的骨膜或縫合間質(zhì)，在軸向或四肢骨組織再生能力隨著年齡和雌激素的減少而下降。而1210例MSFL后上頜骨再生臨床病例的影像學分析顯示，鼻竇內(nèi)成骨效果與年齡和性別無關，這可能與排列在鼻竇腔內(nèi)的Schneiderian膜有關。

本研究利用小鼠模型來模擬臨床MSFL。通過單細胞RNA測序和基于流式細胞術的批量RNA測序，鑒定了一種新的Krt 14+Ctsk+細胞亞群，它同時具有上皮和間充質(zhì)特性以及骨祖細胞的轉(zhuǎn)錄組學特征。譜系追蹤和功能喪失分析發(fā)現(xiàn)Krt 14+Ctsk+后代對MSFL誘導的成骨和生理性骨穩(wěn)態(tài)都有貢獻。

該研究表明Krt 14+Ctsk+細胞可作為頜面骨再生中骨祖細胞的新譜系。

 

04

顛覆認知：單細胞助力發(fā)現(xiàn)一類新的ILC3亞群并揭示其在促進腸道健康中的作用

哺乳動物的腸道中富集著一群高表達類視黃醇相關孤兒受體γ(RORγt)的免疫細胞，其中就包括III型固有淋巴細胞（ILC3s），ILC3在腸道疾病中的作用已經(jīng)有多篇文章研究，中科院生物物理所范祖森和王碩在cell research的一篇文章就曾提到ILC3s轉(zhuǎn)換為ILCregs，會促進腫瘤生長，干預ILC轉(zhuǎn)化率可能是CRC免疫治療的一種策略。無獨有偶，在Cell的一篇文章中也提到TGF-β信號在ILC3s向ILCregs轉(zhuǎn)化中非常重要，阻斷TGF-β可以抑制ILCreg的分化，進而改善結直腸癌的免疫治療。

本文則是從RORγt+免疫細胞出發(fā)來解析小鼠腸道免疫細胞的異質(zhì)性，然而卻發(fā)現(xiàn)ILC3亞群特異性表達cDC的轉(zhuǎn)錄因子ZBTB46，尤其實在CCR6+亞群中，并且研究發(fā)現(xiàn)炎癥信號能夠顯著上調(diào)ILC3中ZBTB46的表達，其表達水平與疾病進程相關。研究人員進一步利用ZBTB46敲除小鼠研究發(fā)現(xiàn)ZBTB46能夠抑制ILC3的促炎反應，增強腸道免疫耐受，ZBTB46+ILC3能夠促進腸道健康微環(huán)境，是腸道中重要細胞因子IL-22的主要來源，該細胞群確實會增加腸道致病菌感染風險和相關炎癥的易感性。

該研究挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)免疫學的理論認知，發(fā)現(xiàn)了一個新的表達ZBTB46的免疫細胞亞群，并揭示了其調(diào)控腸道穩(wěn)態(tài)的作用機制。

 

05

單細胞核RNA測序揭示膠質(zhì)母細胞瘤進展過程中的免疫圖譜

本研究通過scRNA-seq和流式細胞術對基因工程小鼠正常大腦和GBM兩個發(fā)展時期的樣本進行分析，揭示了整個腫瘤過程中免疫細胞組成的大規(guī)模、全面的縱向變化。

隨著GBM發(fā)展，發(fā)現(xiàn)GBM中存在一個高度增殖的小膠質(zhì)細胞群體，并且大部分細胞因子及其受體在免疫細胞中表達，很少來自EGFR+癌細胞；在晚期的腫瘤中發(fā)現(xiàn)了抗炎的巨噬細胞和致癌原細胞。髓源性抑制細胞，這種演變與血腦屏障的破壞和表皮生長因子GBM+細胞的廣泛增長相一致。IR/TMZ治療能夠通過促進效應CD8T細胞功能，提高生存期。

本研究結果為GBM進展過程中免疫和非免疫細胞的動態(tài)變化提供了一個新的視角，也為疾病的治療指明了新的方向。

 

參考文獻：

[1] Hansen J, Sealfon R, Menon R, Eadon MT, Lake BB, Steck B, Anjani K, Parikh S, Sigdel TK, Zhang G, Velickovic D, Barwinska D, Alexandrov T, Dobi D, Rashmi P, Otto EA, Rivera M, Rose MP, Anderton CR, Shapiro JP, Pamreddy A, Winfree S, Xiong Y, He Y, de Boer IH, Hodgin JB, Barisoni L, Naik AS, Sharma K, Sarwal MM, Zhang K, Himmelfarb J, Rovin B, El-Achkar TM, Laszik Z, He JC, Dagher PC, Valerius MT, Jain S, Satlin LM, Troyanskaya OG, Kretzler M, Iyengar R, Azeloglu EU; Kidney Precision Medicine Project. A reference tissue atlas for the human kidney. Sci Adv. 2022 Jun 10;8(23):eabn4965. doi: 10.1126/sciadv.abn4965. Epub 2022 Jun 8. PMID: 35675394; PMCID: PMC9176741.

[2] Biermann J, Melms JC, Amin AD, Wang Y, Caprio LA, Karz A, Tagore S, Barrera I, Ibarra-Arellano MA, Andreatta M, Fullerton BT, Gretarsson KH, Sahu V, Mangipudy VS, Nguyen TTT, Nair A, Rogava M, Ho P, Koch PD, Banu M, Humala N, Mahajan A, Walsh ZH, Shah SB, Vaccaro DH, Caldwell B, Mu M, Wünnemann F, Chazotte M, Berhe S, Luoma AM, Driver J, Ingham M, Khan SA, Rapisuwon S, Slingluff CL Jr, Eigentler T, Röcken M, Carvajal R, Atkins MB, Davies MA, Agustinus A, Bakhoum SF, Azizi E, Siegelin M, Lu C, Carmona SJ, Hibshoosh H, Ribas A, Canoll P, Bruce JN, Bi WL, Agrawal P, Schapiro D, Hernando E, Macosko EZ, Chen F, Schwartz GK, Izar B. Dissecting the treatment-naive ecosystem of human melanoma brain metastasis. Cell. 2022 Jul 7;185(14):2591-2608.e30. doi: 10.1016/j.cell.2022.06.007. PMID: 35803246.

[3] Weng Y, Wang H, Wu D, Xu S, Chen X, Huang J, Feng Y, Li L, Wang Z. A novel lineage of osteoprogenitor cells with dual epithelial and mesenchymal properties govern maxillofacial bone homeostasis and regeneration after MSFL. Cell Res. 2022 Jul 12. doi: 10.1038/s41422-022-00687-x. Epub ahead of print. PMID: 35821090.

[4] Zhou W, Zhou L, Zhou J; JRI Live Cell Bank, Chu C, Zhang C, Sockolow RE, Eberl G, Sonnenberg GF. ZBTB46 defines and regulates ILC3s that protect the intestine. Nature. 2022 Jul 13. doi: 10.1038/s41586-022-04934-4. Epub ahead of print. PMID: 35831503.

[5] Yeo AT, Rawal S, Delcuze B, Christofides A, Atayde A, Strauss L, Balaj L, Rogers VA, Uhlmann EJ, Varma H, Carter BS, Boussiotis VA, Charest A. Single-cell RNA sequencing reveals evolution of immune landscape during glioblastoma progression. Nat Immunol. 2022 Jun;23(6):971-984. doi: 10.1038/s41590-022-01215-0. Epub 2022 May 27. PMID: 35624211; PMCID: PMC9174057.

免責聲明：本文資源來源于網(wǎng)絡，版權歸原作者所有，本文資源僅供學習使用，不作任何商業(yè)用途，若有侵權，請聯(lián)系后臺刪除。