单细胞技术进展及其在植物研究中的应用

多细胞生物体的生存依赖于不同类型细胞特异性的功能分工,不同类型的细胞尽管基因组相同,但有其独特的发育过程和应对环境变化的能力。生物学的一大挑战就是揭示基因如何在正确的位置、正确的时间表达到正确的水平,最近出现了很多通过细胞类型特异性方法研究单细胞组学的工具,这些新技术使我们能通过空前分辨率,理解多细胞生物体内不同类型的单个细胞基因表达特点及其适应环境变化的机制。单细胞样品的获取一直是单细胞研究的一大技术瓶颈,因此本文将以如何获得起始材料为重点,探讨单细胞研究的样品标记、单细胞分离及获取、组学数据分析和结果验证等技术方法及其在植物研究中的应用。

利用单细胞技术探究肿瘤相关巨噬细胞的特征

许多研究揭示了巨噬细胞在多种疾病的发病机制中起到重要作用,而且暴露于不同的组织环境时可获得不同的表型和功能,尤其是在肿瘤组织中,以往已知的表面标记物已无法区分肿瘤中巨噬细胞亚群。而最近快速发展的质谱流式、单细胞RNA测序,使全面绘制和研究肿瘤的各种细胞及其表型和功能成为可能。本综述通过总结这些技术在定义肿瘤中巨噬细胞亚群方面的进展,讨论不同肿瘤相关性巨噬细胞的特征表型和功能,寻找新的并具有治疗或预后潜力的生物学标记物,为今后肿瘤的临床免疫治疗提供一定的理论依据。

单细胞技术在药理学研究中的应用

单细胞多组学测序技术是指在单个细胞水平上,对基因组学、表观基因组学、转录组学和蛋白质组学等,进行高通量测序分析的一项新技术,其能够揭示单个细胞的基因结构和基因表达状态,反映细胞间的异质性,在肿瘤学、发育生物学、免疫学及神经科学等领域发挥重要作用。随着单细胞技术的飞速发展,生命科学领域已经逐步进入了单细胞生物学时代。单细胞多组学测序数据联合分析,探索复杂的生命现象的发生和调控过程,相对于评估群体的传统分析方法,这些基于单个细胞上的分析能更加全面地描述细胞特性,可极大促进科学家们对基础科学领域的研究。单细胞技术已被广泛应用于药理学领域的研究,包括促进临床诊断与个体化治疗,以及药物开发、探究肿瘤耐药机制、解析不同疾病中的微生物菌群、优化生物医学实验模型、阐明天然产物和中药活性分子作用机制、与深度学习结合预测药物响应等。该综述重点介绍单细胞技术的最新进展,举例概述单细胞技术在药理学研究中的具体应用,并就该领域存在的挑战和未来发展趋势进行展望。

基于单细胞技术的免疫微环境分析在肿瘤预后预测和免疫治疗中的研究进展

肿瘤免疫微环境与肿瘤的发生、预后和免疫治疗反应密切相关。不同类型肿瘤的免疫图谱、浸润免疫细胞数量和肿瘤中淋巴细胞的定位各不相同。癌症的免疫环境是由肿瘤浸润淋巴细胞的丰度、组成、功能状态和组织所决定的,可以提供与治疗反应和患者预后预测相关的信息。随着单细胞分析技术的发展和应用,人们对肿瘤的免疫图谱有了更多的了解,为预后预测提供了参考,也为发现免疫治疗的新靶点提供了思路。在这篇综述中,我们总结了多种基于单细胞技术的癌症免疫环境的不同特征,加深了我们对肿瘤微环境的病理生理学的认识。我们相信,在这个快速发展的医学领域,还有更多未知有待发现,它们将有助于预测癌症患者的预后和指导合理制订免疫治疗方案,进而有效治疗癌症。

脑脊液单细胞测序技术在神经退行性疾病中的应用进展

随着脑脊液单细胞测序技术的发展,其在神经退行性疾病研究中的应用日益广泛。本文通过归纳近年相关文献,概述了脑脊液单细胞测序技术在神经退行性疾病方面的应用,包括利用该技术发现神经退行性疾病的特异性细胞及差异表达基因、结合细胞学标志物提高疾病诊断的准确性、通过识别关键信号通路及抗原靶点设计靶向治疗等。总而言之,多组学检测有助于从多维度理解细胞状态,脑脊液单细胞测序技术在神经退行性疾病研究中具有广阔的应用前景。

单细胞测序技术在癫痫疾病中的应用进展

癫痫(epilepsy)是一种由多种病因导致的大脑神经元高度同步化异常放电所致的慢性脑功能障碍综合征,未经过系统治疗的癫痫患者生活质量普遍较低。单细胞测序是在单个细胞分辨率下对遗传信息进行测序,相比于传统测序更加准确,可以对细胞进行无偏见地分类、构建细胞图谱,为癫痫疾病的研究提供新途径。本文主要介绍单细胞测序技术的发展及在癫痫疾病中的应用现状,并对其发展前景进行展望。Epilepsy is a chronic brain dysfunction syndrome caused by highly synchronized abnormal discharge of brain neurons caused by various causes. The quality of life of epilepsy patients without systemic treatment is generally lower. Single cell sequencing is to sequence genetic information at the resolution of a single cell, which is more accurate than traditional sequencing, and can classify cells without bias and construct cell maps. It can provide a new way for the study of epilepsy disease. In this paper, the development of single cell sequencing technology and its application in epilepsy are introduced, and its development prospect is prospected.

单细胞测序技术在慢性阻塞性肺疾病研究中的应用进展

慢性阻塞性肺疾病简称慢阻肺病,是基因与环境相互作用导致的多基因疾病,以持续气流受限为主要临床特征。目前缺乏可靠的慢阻肺病的早期诊断方法,不能及时对早期慢阻肺病患者进行有效干预,无法阻止疾病的进展,导致其发病率、患病率和死亡率高,造成严重的疾病负担。随着人类细胞图谱计划的启动和测序技术的发展,单细胞测序的应用前景被广泛看好,它是在单个细胞水平上对基因组、转录组和蛋白质组等进行测序分析的一项新技术,够揭示单个细胞的基因结构和表达,发现细胞间的异质性和稀有细胞等。为研究新技术以助于深入研究慢阻肺病的发病机制、发现早期诊断方法及新的治疗方法,本文就单细胞测序技术及其在慢阻肺病研究中的应用进展进行综述。

单细胞测序技术在妇科恶性肿瘤研究中的应用

妇科恶性肿瘤包括宫颈癌、卵巢癌、子宫内膜癌等,具有高度的异质性,一旦进入晚期,预后往往不良。单细胞测序技术的出现和发展为在单个细胞水平上探究肿瘤发生发展的机制,鉴定稀有细胞,绘制细胞谱系,指导肿瘤靶向精准治疗和预测患者预后等提供了更好的平台。本文就单细胞测序技术的兴起与发展及其在妇科恶性肿瘤研究中的应用进行综述。

单细胞测序技术在急性髓系白血病中的应用研究进展

急性髓系白血病(AML)是成人中最常见的具有高度异质性的急性白血病类型,尽管目前AML的预后风险分层和治疗方案不断得到优化,但总体长期生存率仍较低。单细胞测序技术(SCS)的出现在一定程度上解决了传统测序的缺陷,实现了对恶性肿瘤的研究由细胞群体向单个细胞层面的转变,因此已在多个生物学领域得到广泛应用。本文主要针对单细胞测序技术在分析AML的肿瘤异质性、疾病演变规律、肿瘤微环境的改变、耐药机制的阐明以及寻找潜在的治疗靶点等方面的应用进行综述。

单细胞转录组测序技术在水产养殖领域的应用

单细胞转录组测序技术可揭示不同组织细胞间和同一组织不同细胞间的异质性,已大量用于模式物种研究,但在水产养殖物种中的应用则处于起步阶段。综述单细胞转录组测序技术在水产养殖物种的人工繁殖、良种选育和病害防控相关研究中的应用,指出其在应用过程中存在样本采集、单细胞分离、数据分析方面的困难,并提出相应的解决举措,展望其在水产养殖领域内应用的发展前景,为促进单细胞转录组测序技术在水产养殖领域的广泛应用提供参考。

单细胞测序技术在多发性硬化研究中的应用进展

多发性硬化症是一种以神经炎症和神经变性为特征的慢性中枢神经系统自身免疫性疾病,发病机制复杂,由多种中枢神经系统和外周来源的细胞参与其中。最近,单细胞测序技术逐渐应用于神经系统疾病中,对于理解细胞间异质性、疾病发展机制和治疗策略有重要意义。本文对单细胞测序技术在多发性硬化疾病中应用进展进行综述。

单细胞技术在干细胞研究中的应用

干细胞是具有自我更新和分化潜能的异质性细胞群体。基于细胞群体水平的干细胞研究不能满足深入认识干细胞生物学本质及实际应用的需要。近年来,单细胞相关技术不断发展和成熟,并正在干细胞基础研究及其相关领域中获得迅速应用。该文以造血干细胞为主要例举,就实验研究中常用的单细胞分离、单细胞克隆分析、单细胞移植、单细胞实时定量PCR及单细胞测序等技术原理及其应用进行综述。

应用单细胞凝胶电泳技术测定农药对蚯蚓的DNA损伤

探讨采用当前国际上较先进的DNA损伤检测技术———单细胞凝胶电泳技术(SCGE) ,来检测农药对蚯蚓DNA的损伤 .由于蚯蚓是陆生生物与土壤生物之间传递污染物的桥梁 ,能很好地指示土壤环境的变化 ,是评价农药对生态环境安全性的一项重要指标 .尝试建立蚯蚓的单细胞凝胶电泳来评价农药对生态环境的影响 .结果表明两种新型农药对蚯蚓的DNA均有损伤作用 .认为蚯蚓的单细胞凝胶电泳技术能敏感地检测农药对细胞DNA的损伤 .

单细胞凝胶电泳技术

单细胞凝胶电泳 (singlecellgelelectrophoresisassay ,SCGE)也叫彗星试验 ,是一种快速、敏感、简便的细胞DNA损伤检测技术。文章简要介绍了SCGE的原理、主要技术流程及其注意事项、存在问题与发展前景。

单细胞凝胶电泳技术分析过氧化氢对大鼠外周血淋巴细胞DNA的损伤作用

目的 观察不同浓度过氧化氢 (2 5～ 2 0 0 μmol/L)分别作用于正常大鼠外周血淋巴细胞不同时间 (5min和 2 0 min)后细胞DNA的损伤情况。方法 利用快速、灵敏的检测细胞 DNA损伤的单细胞凝胶电泳 (SCG)技术结合激光扫描共聚焦显微镜 ,以“彗星样”淋巴细胞出现率 (计数一定量细胞其中彗星样细胞所占的比例 )、总彗星长度 (“彗星”电泳方向上的最大长度 ,即尾长 )和尾距 (尾部 DNA占总 DNA的百分比与头尾部中心间距的乘积 )来评价淋巴细胞 DNA的损伤程度。结果 过氧化氢能剂量依赖性地导致大鼠外周血淋巴细胞 DNA的明显断裂损伤 ,能使“彗星样”淋巴细胞出现率、总彗星长度和尾距显著增加 ,并随着时间的延长损伤加重。结论 提示活性氧或自由基增多可能是造成体内细胞 DNA断裂损伤的重要原因。

单细胞凝胶电泳技术检测甲醛对人肝癌细胞HepG2的遗传毒性效应

为了探讨甲醛对人肝癌细胞HepG2的遗传毒性效应,该实验以体外培养的HepG2细胞作为实验材料,运用单细胞凝胶电泳(SCGE)技术分析不同浓度甲醛处理2 h后HepG2细胞DNA损伤效应.结果显示,低浓度(5,25μmol/L)甲醛处理后HepG2细胞尾部DNA百分率(tail DNA%)及彗星状拖尾(comet tail)尾长显著增加,并呈剂量-效应依赖性关系,说明低浓度甲醛具有致HepG2细胞DNA链断裂(DNA strand breakages)作用;而较高浓度(125,625μmol/L)甲醛处理后HepG2细胞尾部DNA百分率及彗星状拖尾尾长则以剂量依赖性方式显著降低,提示较高浓度甲醛具有致HepG2细胞DNA-蛋白质交联物(DNA-protein cross-links,DPXs)形成作用.

单细胞分离检验技术在法医学中的应用研究

法医单细胞分离检验技术是微量混合DNA样本检验最有效的方法之一。常规的单细胞分离检验技术包括单细胞分离、单细胞裂解、PCR扩增、数据分析。本文将详细介绍单细胞分离检验技术原理和应用进展,同时展望了单细胞测序在法医DNA的应用前景。近5年来,单细胞分离、全基因组扩增和二代测序技术的结合而产生的单细胞测序技术,将为法医遗传学检测提供一种全新的技术和思路,尤其为微量混合生物样品检验提供全新的技术手段。