单细胞转录组技术在神经退行性疾病上的应用研究进展

神经退行性疾病(neurodegenerative diseases, NDs)是一类与中枢神经系统密切相关的精神疾病,以特定神经元群的形态异常和功能进展性丧失为主要特征,神经退行性疾病主要包括阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)、帕金森病(Parkinson’s disease, PD)、肌萎缩侧索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis, ALS)、多发性硬化症(multiple sclerosis, MS)和亨廷顿病(Huntington’s disease, HD),目前还没有发现有效预防或治愈神经退行性疾病的策略。近年来,单细胞转录组技术(single-cell RNA-sequencing, scRNA-seq)被广泛应用于各种神经退行性疾病研究,并发现神经退行性疾病发病机制与脑中免疫细胞状态密切相关,主要涉及线粒体功能、葡萄糖代谢途径、炎症和突触传递等生物学过程,诱导性多功能干细胞(induced pluripotent stem cells, iPSC)疗法是治疗神经退行性疾病的潜在方案。本文对单细胞转录组测序技术在各种神经退行性疾病上的研究进行综述,以期对将来神经退行性疾病的预防和治疗提供参考。

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。

单细胞转录组测序在肿瘤浸润免疫细胞中的研究进展

免疫细胞与肿瘤进展及治疗密切相关。单细胞转录组测序(single-cell RNA sequencing, scRNA-seq)已广泛应用于解析肿瘤浸润免疫细胞的生物学行为、机制及其与机体的关系。scRNA-seq能全面剖析肿瘤浸润免疫细胞并促进临床个体化精准治疗。

高通量单细胞及空间转录组技术在肝脏疾病中的应用

肝脏是人体重要的免疫器官,在检测、捕获、清除病原体和外来抗原中发挥着重大作用。本文主要简述高通量单细胞及空间组学技术解析肝脏在感染性疾病中的应用。随着高通量单细胞技术的发展,现在可以在单细胞水平上破译复杂器官和疑难疾病的异质性、分化、细胞间通信等,从而认识到过去未知的致病途径和疾病机制,有利于开发新的治疗靶点。并且随着技术不断成熟,单细胞转录组可以和空间转录组学、表观遗传组、蛋白组、代谢组、微生物组以及临床数据进行整合分析,有益于将患者分层并进行精准治疗。

单细胞转录组学测序技术的发展和挑战

单细胞转录组测序技术为表征细胞异质性,解析复杂的生物系统提供了强大的工具;生物医学研究的进一步发展不断地向该技术提出新的需求。经过过去十年的飞速发展,该技术的灵敏度在逐渐提高,并且通量发生了巨大的飞跃,也实现了全转录组和全长转录本测序。本文主要介绍单细胞测序技术的发展,在灵敏度提升,通量提高和实现全转录组测序和全长转录本测序上面临的技术挑战。我们也提出未来需要开发更优的单细胞转录组测序技术,开发自动化单细胞测序仪器,并需要将该技术与空间组学和多组学测序技术更好的结合。

单细胞转录组测序技术在炎症性肠病中的研究进展

炎症性肠病(IBD)为病因复杂的慢性非特异性肠道炎症,其具体的发病机制仍不完全清楚。随着高通量测序技术的不断更新和发展,其中基于单细胞水平的单细胞转录组测序技术的应用大大推进了对IBD发病机制、治疗等的认识。本文就近年单细胞转录组测序技术在IBD中的研究进展作一综述,以期为IBD发病机制的深入了解以及新药物的开发提供指导。

基于10×Genomics技术对蓖麻毒素中毒后中性粒细胞的转录组分析

目的探究中性粒细胞在蓖麻毒素(Ricin Toxin,RT)致毒过程中的作用,寻找解毒的有效策略。方法采用10×Genomics单细胞转录组测序技术对中毒小鼠外周血单个核细胞(PBMCs)进行转录组测序及分析,并通过流式细胞术测定目的细胞亚群。结果经降维聚类、差异基因、拟时序分析结果显示CD177^(-)CD121b^(+)CCRL2^(+)中性粒细胞亚群为RT致毒过程关键亚群,随后通过流式细胞术测定显示该亚群在中毒后6小时在中性粒细胞中的比例显著升高。同时利用CCRL2抗体治疗中毒小鼠其保护率达60%。结论本研究首次发现在RT中毒后中性粒CD177^(-)CD121b^(+)CCRL2^(+)细胞亚群呈现显著升高,同时CCRL2抗体能够有效保护RT中毒小鼠,为RT致毒机制研究提供新的思路,为其治疗提供新的策略。

单细胞转录组测序技术在细胞分类中的应用

多细胞有机体的细胞类型多且复杂,细胞间普遍存在异质性。目前,单细胞转录组测序(single-cell RNA sequencing,scRNA-seq)技术是一项新兴的研究单个细胞转录水平的技术,其从数千个平行的细胞中生成转录谱,揭示个体细胞基因组的差异性表达,反映细胞间的异质性,从而鉴定出不同细胞类型,形成组织或器官的细胞图谱,在生物和临床医学等领域发挥重要作用。该文在对scRNA-seq测序平台进行阐述和比较的基础上,着重介绍其在神经系统和免疫系统细胞类型探索中的应用,并且总结scRNA-seq与空间转录组技术相结合的研究成果。

单细胞转录组测序技术在头颈癌中应用的研究进展

头颈癌(head and neck cancer,HNC)具有较高的瘤内异质性,即转录、遗传和表观遗传学均存在明显差异。研究表明,肿瘤内的异质性对癌症的预后有着十分重要的意义。近10年来,随着单细胞转录组测序技术(single cell RNA-sequencing,scRNA-seq)的飞速发展,为研究肿瘤异质性提供了重要的信息。该技术可从单个细胞层面识别肿瘤微环境(tumor microenvironment,TME)中不同的细胞群,从而获得特定微环境下的细胞序列差异,为研究HNC的发病机制及治疗提供了新的方向。目前,通过scRNA-seq已经对HNC的异质性及免疫细胞与癌细胞之间的关系有了创新性了解。这些研究结果必将引导着临床治疗,促进HNC个性化和精准治疗的发展。因此,本综述旨在介绍scRNA-seq,并讨论该技术在HNC领域中的研究进展。

基于CRISPR的单细胞转录组测序技术研究进展

基于CRISPR的单细胞转录组测序技术是将单细胞转录组测序技术与CRISPR集中筛选技术结合,用于研究传统技术无法完成的细胞异质性、细胞谱系追踪、细胞互作及空间位置、药物作用靶点预测和鉴定等。本文简单比较了六种最常用的单细胞转录组测序技术,重点介绍了五种基于CRISPR的单细胞转录组测序技术及应用研究,并对其推广应用所面临的挑战作出了分析,旨在为单细胞转录组测序技术的应用及创新提供参考。

母体外周血游离RNA分子特性及其在无创产前检测中的潜在应用

胎儿游离DNA在母体外周血血浆中的发现颠覆性地改变现有的无创产前检测方法,例如基于孕妇外周血血浆DNA对胎儿染色体异常的无创检测在全球范围内快速得到了认可和广泛应用。受到胎儿游离DNA研究成果的鼓舞,科学家也陆续展开了关于孕妇外周血中胎儿游离RNA的研究。现将集中讨论血浆RNA的特性及其潜在的应用。