基于单细胞转录组测序的鹿茸生长中心细胞异质性研究

为了从单细胞水平探究梅花鹿鹿茸生长中心中细胞类型和基因表达的差异,即细胞异质性,试验采用单细胞转录组测序的方法,对生长75 d的梅花鹿鹿茸生长中心进行单细胞转录组分析,鉴定细胞类型,并对不同类型细胞进行基因表达模式、基因功能富集分析。结果表明:鹿茸生长中心包含了内皮细胞、周细胞、间充质细胞、免疫细胞、软骨细胞和成骨细胞等6种细胞类型,其中内皮细胞特异性表达PECAM1和VWF基因;周细胞特异性表达ABCC9和KCNJ8基因;间充质细胞高表达PRRX1和POSTN基因;免疫细胞特异性表达PTPRC和LCP1基因;成骨细胞特异性表达PHEX基因;软骨细胞特异性表达IGF1R基因。说明鹿茸的生长中心有着丰富的细胞类型,鹿茸的生长发育需要这些细胞的协调作用。

动脉粥样硬化中巨噬细胞异质性研究进展

动脉粥样硬化(atherosclerosis)是多种心血管疾病的病理生理学基础,单核巨噬细胞(monocytes/macrophages)作为其中关键的细胞类型,参与血管炎症的启动、动脉粥样硬化斑块的形成、进展和破裂等。近年来随着单细胞测序技术的迅猛发展,斑块中单核巨噬细胞的高度异质性和可塑性亦逐步被解析。本文拟综述单细胞测序技术揭示的患者及小鼠动脉粥样硬化模型中最新的巨噬细胞亚型,总结其标记物、功能异质性及相应的机制,以期为动脉粥样硬化的诊断和治疗提供更为精准的方向。

中性粒细胞异质性与表型可塑性研究进展

中性粒细胞作为固有免疫应答中的主要效应细胞,是机体对抗微生物和其他有害物质入侵的第一道防线。除了感染性疾病,中性粒细胞在癌症、动脉粥样硬化、心肌梗死、脑梗死以及神经退行性疾病等无菌性炎症反应中也发挥重要作用,参与组织损伤与修复的各个阶段。中性粒细胞异质性研究表明中性粒细胞实际上是一类具有多种表型、功能各异的细胞,并在特定的条件下表现出一定的可塑性。本文从中性粒细胞的生物学特性谈起,探讨了中性粒细胞多样性的潜在机制,通过对不同中性粒细胞亚群的特征及病理生理作用加以综述,为实现中性粒细胞基础研究向临床应用转化提供新思路。

肿瘤相关中性粒细胞的异质性及潜在的临床意义

恶性肿瘤组织中肿瘤相关中性粒细胞(TAN)是肿瘤微环境的重要组成部分。TAN在肿瘤中的作用具有两面性。一方面,TAN可直接杀伤肿瘤细胞,或介导其他免疫细胞协同抗肿瘤。另一方面,TAN也可促进肿瘤血管生成、重塑细胞外基质及参与肿瘤细胞免疫逃逸。以上TAN功能的异质性是其在肿瘤微环境中多种复杂机制的交互调控下形成的,对肿瘤的发展或抑制产生重要的作用。因此,阐明TAN的异质性、不同亚群转化机制及其潜在的临床意义显得尤为重要,不仅有助于开发针对促肿瘤型中性粒细胞亚群的抑制类药物和疗法,还可进一步促进免疫治疗更多获益人群的新评估标准建立和筛选。

年龄相关肝病中的肝脏细胞异质性研究进展

年龄相关肝病是成年人群中发病率随着年龄增加呈指数级增长的一系列肝脏相关疾病。肝脏细胞异质性是指年龄相关肝病患者体内的多种肝脏细胞的衰老表现形式不同,具体表现为蛋白质、生物标志物表达水平及细胞功能等方面的差异。随着全球老龄化的到来,慢性肝病发病率增加,肝脏细胞衰老在多种慢性肝病的发生与发展中发挥重要作用。靶向消除衰老肝脏细胞或抑制衰老相关分泌表型可显著改善相关疾病。现对近年来肝脏细胞衰老及相关疾病联系的最新研究进展进行综述。

单细胞转录组测序技术在帕金森病中的应用

背景:帕金森病以中脑特别是黑质致密部为主要病理改变,导致患者运动和非运动功能受损。目前研究受制于细胞异质性,其发病机制仍需要更深入的阐明。近些年,单细胞转录组测序(single-cell RNA sequencing,scRNA-seq)逐渐应用于神经退行性疾病中,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。目的:综述近些年scRNA-seq技术应用于帕金森病的研究进展,为scRNA-seq在帕金森病诊断和治疗中应用提供理论基础。方法:由第一作者应用计算机系统检索中国知网、万方医学网数据库、PubMed、Web of Science数据库的相关文献,中文检索词为“单细胞RNA测序,帕金森病,细胞异质性,细胞亚型,多巴胺能神经元,胶质细胞”;英文检索词为“single-cell RNA-seq,Parkinson Disease,heterogeneity,subtypes,dopaminergic neurons,glial cells”,最终纳入71篇文献进行综述分析。结果与结论:(1)scRNA-seq是一种在单细胞水平上利用RNA测序对特定细胞群体进行基因表达谱定量的高通量实验技术,从分子水平揭示细胞奥秘。与传统的测序技术相比,scRNA-seq技术通过对细胞转录组进行自动聚类分析,从而揭示各种生理和病理情况下复杂组织中细胞类型多样性和特异性基因表达的变化。(2)通过scRNA-seq阐明多巴胺能神经元发育过程以及各种细胞亚型的独特功能特性,从而更好地了解具有潜在治疗作用的分子靶点。(3)利用scRNA-seq分析,提高了研究者对帕金森病胶质细胞反应的了解,从而全面表征了不同的细胞类型群体,并鉴定出与神经变性相关的胶质细胞亚群,绘制了有价值的单细胞图谱,作为未来研究的参考数据。(4)应用scRNA-seq检测胚胎小鼠以及干细胞,将有助于改善细胞治疗的体外分化方案和质量控制,以及评估干细胞衍生的中脑多巴胺能神经元的整体细胞质量和发育阶段。

亚甲基四氢叶酸脱氢酶2是异质性细胞叠套结构形成的负调控分子

异质性细胞叠套结构(heterotypic cell-in-cell structure,heCICs)介导独特的非自主性细胞死亡,广泛参与肿瘤发生、发展和临床预后等多种重要的病理学过程。亚甲基四氢叶酸脱氢酶2(methylenetetrahydrofolata dehydrogenase 2,MTHFD2)作为一碳代谢的关键酶之一,在多种肿瘤细胞中高表达。在本研究中,为了探究MTHFD2对heCICs形成能力的影响,首先应用活细胞染料对肝癌细胞和免疫细胞分别进行标记,利用荧光显微镜对细胞进行拍摄分析建立heCICs模型。进一步通过RNAi技术瞬时敲低细胞中的MTHFD 2,结果显示,MTHFD 2敲低后,PLC/PRF/5和Hep3B分别与免疫细胞形成heCICs的能力显著升高(均P<0.01)。通过同源重组方法构建MTHFD2重组表达质粒,进一步构建MTHFD2过表达细胞系;将过表达细胞系与免疫细胞共培养检测MTHFD2过表达对heCICs形成能力的影响,结果显示,过表达MTHFD2后heCICs形成率显著降低(均P<0.001)。综上,本研究表明,MTHFD2是heCICs形成的负调控因子,为靶向MTHFD2促进heCICs形成增强免疫细胞胞内杀伤提供了研究基础。

单细胞测序技术揭示肿瘤微环境中免疫细胞异质性的临床意义

目的:探讨单细胞测序技术在揭示肿瘤微环境中免疫细胞异质性及其临床意义中的应用。方法:选取2022年至2023年收治的80例不同类型实体瘤患者,采用单细胞测序技术对其肿瘤微环境中的免疫细胞进行分析,评估不同免疫细胞类型的比例及其异质性。结果:肿瘤微环境中T细胞、B细胞、自然杀伤细胞(NK细胞)和巨噬细胞的平均比例分别为(30.4±5.2)%(、20.6±4.3)%(、15.3±3.2)%和(35.5±6.3)%。不同肿瘤类型中,巨噬细胞的比例与患者预后密切相关,特别是在侵袭性较强的肿瘤亚型中,巨噬细胞比例较高的患者生存期显著缩短(P<0.05)。Cox回归分析表明,巨噬细胞比例是患者预后的独立不良因素(HR=1.25,95%CI:1.02~1.54)。结论:单细胞测序技术能够有效揭示肿瘤微环境中免疫细胞的异质性,且免疫细胞的比例与患者的预后密切相关,为个性化肿瘤免疫治疗策略提供了新的参考依据。

异质性干细胞增殖过程中的熵变化

干细胞在多细胞生物体内广泛存在,其增殖过程在生命体的生长、发育、衰老、组织修复过程中起着重要作用。正常组织中的细胞增殖过程受到严格的控制,干细胞的异常增殖与恶性肿瘤、肥胖症、再生障碍性贫血等疾病有密切关系。生命体内异质性细胞的增殖过程是复杂的动力系统行为,干细胞异常增殖过程伴随细胞的可塑性变化和细胞间相互作用的再平衡过程,如何对这一过程进行定量描述是重要的研究课题。本文构建包含细胞的增殖分化指标和异常增殖性指标异质性的干细胞增殖模型,通过所建立的模型研究由于微环境变化引起的细胞异常增殖过程的熵变化,建立不同增殖条件下的系统熵变化与宏观动力学和系统参数之间的关系。结果表明,在细胞微环境变化引起异常增殖和恢复的过程中,系统的熵与细胞数量之间存在对应关系,而与微环境变化的路径无关。此外,熵对细胞数量的依赖关系在异常增殖和恢复阶段表现出不同的行为,显示了生物过程的微观不可逆性。本文从物理学的角度对细胞异常增殖过程中熵变化与细胞数量变化的动力学给出定量刻画,为定量描述异质性干细胞增殖过程给出新的研究思路。

食管癌中肿瘤相关成纤维细胞的异质性及靶向治疗

食管癌(esophageal cancer,EC)是一种高侵袭性的恶性肿瘤,具有发现晚、复发率高及预后较差等特点。食管癌的进展与其肿瘤微环境(tumor microenvironment,TME)密切相关。肿瘤相关成纤维细胞(cancer-associated fibroblasts,CAFs)作为TME的关键部分,在癌细胞分泌物、细胞接触信号、机械应力和生理应力等作用下,被募集并重编程,从而表现出异质性。目前,CAFs的异质性提示需要开发针对性的靶向治疗方法,以克服肿瘤微环境中的复杂性和治疗抵抗。未来的研究将更加注重对CAFs异质性的深入理解,以及如何将这些知识转化为临床上的治疗优势。通过识别和功能性地操纵特定的CAF亚群,可以设计出新的治疗策略。为了阐明食管癌中CAFs的复杂性及其作为治疗靶点的潜力,本文综述了近年来关于CAFs的起源、异质性以及其作为靶向治疗的研究进展。

单细胞转录组测序技术在脊髓损伤研究中的应用

背景:近年来,单细胞转录组测序技术在脊髓损伤的研究为创伤后中枢神经系统的细胞和分子异质性以及结构变化提供了新的见解。目的:就单细胞转录组测序技术在脊髓损伤的研究进展进行综述,更加全面、深入地阐述单细胞转录组测序技术在脊髓损伤领域的应用。方法:应用计算机系统检索PubMed、Web of Science、中国知网和万方数据库中2009-2023年出版的文献,英文检索词为“single-cell RNA sequencing,spinal cord injury,sequencing technology”;中文检索词为“单细胞转录组测序,脊髓损伤,测序技术”。排除质量较差、内容重复及不相关的文献,最终纳入57篇文献进行综述分析。结果与结论:目前,单细胞转录组测序技术在脊髓损伤的研究可归纳为以下几点:①鉴定了小胶质细胞、星形胶质细胞、少突胶质细胞、巨噬细胞、B细胞、神经元和神经干细胞等细胞亚群,并识别了这几种亚群的特异性标记基因。②小胶质细胞在脊髓损伤后保持永久活跃,通过增殖、免疫和稳态功能来协调脊髓损伤后的早期阶段。星形胶质细胞以激活的方式在脊髓损伤中发挥许多重要功能,包括维持微环境平衡、清除坏死组织、形成保护屏障以及胶质瘢痕等。巨噬细胞和小胶质细胞均在脊髓损伤后的慢性神经炎症中起重要作用。③神经干细胞和神经元亚群能够在脊髓损伤后进行自我更新,新发现的SCV^(sx2::Hoxa7:Zfhx3→lumbar)和SCV^(sx2::Hoxa10)等神经元亚群可再生到自然靶区,有利于运动功能的恢复。④发现细胞亚群的动态变化提高了研究者们对脊髓损伤病变进程的理解,并为脊髓损伤在不同时间点的治疗提供了新见解。截至目前,这些研究结果均还需要更多的基础研究和足够的临床试验来验证。在未来,单细胞转录组测序技术通过与生物信息学、计算机科学、组织工程学和临床医学等跨学科合作,有望为脊髓损伤的诊疗打开新的一扇窗户。

体外培养中间充质干细胞的异质性

间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSC)具有易于取材、体外扩增能力强、低免疫原性和免疫调节作用等特点,已成为细胞/基因治疗和组织工程的重要种子细胞。作为一种细胞药物,MSC已经完成Ⅲ期临床试验,用于难治性移植物抗宿主病的处理。然而,截至目前,人们对体外扩增MSC的本质并不清楚。体外培养的MSC都是真正意义上的干细胞么?如否,为什么扩增的MSC仍具有多向分化性呢?MSC群体的不均一性的意义是什么?本文将围绕体外扩增MSC的异质性,对上述问题进行简要的阐述。

广西三黄鸡胸腺、法氏囊中肥大细胞的异质性

应用常规甲苯胺蓝(RTB)、改良甲苯胺蓝(MTB)、醛品红-阿利新蓝(AF-AB)、阿利新蓝-高碘酸雪夫氏反应(AB-PAS)等组化染色法证实,在广西三黄鸡胸腺、腔上囊的实质中存在大量的肥大细胞,不同器官中的肥大细胞各有其分布特点,并且在形态大小、异染性、颗粒的黏多糖成分、染色特性等方面具有异质性,表明鸡胸腺和法氏囊中的肥大细胞可能存在不同的亚型。

四膜虫摄取与外排AuNPs和Au(Ⅲ)的差异及单细胞异质性分析

纳米材料的广泛应用导致其不可避免地对水环境造成污染.单细胞水生生物体内累积的纳米材料可能会沿着食物链/网向上传递,造成一定的环境风险.为了探究真实环境中的金属纳米颗粒及其溶解态金属离子对水生生物的影响,本文研究了在低剂量暴露下,单细胞水生生物嗜热四膜虫(四膜虫)对金纳米颗粒(AuNPs)和三价金离子(Au(Ⅲ))的累积特征.结果表明,1 ng·mL^(−1)暴露剂量下AuNPs和Au(Ⅲ)对四膜虫的膜通透性未产生明显影响;在持续暴露实验中,发现四膜虫累积Au(Ⅲ)与AuNPs相比有一定的滞后性;撤除暴露(48 h)后,四膜虫细胞内的AuNPs和Au(Ⅲ)会快速外排,但仍有部分AuNPs和Au(Ⅲ)未被排出.在整个实验过程中,四膜虫累积AuNPs和Au(Ⅲ)在单细胞水平具有较高的异质性,有一小部分个体(分别为6.72%和11.83%)能够累积较多的AuNPs和Au(Ⅲ),而这小部分个体有可能进入食物链/网对高营养级生物产生影响.借助质谱流式技术能够在单细胞水平同时检测多个金属元素的优势,可以通过适当的金属同位素生物分子标记物,进一步探究部分四膜虫细胞个体Au的异质性累积的分子机制.

人炎症阑尾组织肥大细胞异质性

肥大细胞广泛分布于人及多种动物体内，随着免疫组织化学技术的发展，已发现肥大细胞内含有许多以往人们尚不了解的生物活性物质，其功能也越来越引起人们的关注。我们先前的研究已证实在人腭扁桃体内肥大细胞呈VIP免疫反应阳性。本研究采用甲苯胺蓝染色和免疫组织化学方法，探讨人阑尾炎症组织中肥大细胞分布及形态特点．为进一步研究肥大细胞的功能提供形态学依据。

异质性细胞核核糖蛋白A2/B1在非小细胞肺癌的表达研究

目的观察异质性细胞核核糖蛋白A2/B1(HeterogeneousnuclearribonucleoproteinA2/B1,hnRNPA2/B1)在非小细胞肺癌的表达,探讨hnRNPA2/B1对非小细胞肺癌的诊断价值及与非小细胞肺癌临床分期、淋巴结转移的关系。方法采用免疫组织化学方法检测83例原发性非小细胞肺癌(肺癌组)、32例肺良性肿瘤(肺良性肿瘤组)及20例正常肺(正常肺组)组织中hnRNPA2/B1的表达。结果肺癌组hnRNPA2/B1表达阳性率79.50%(66/83),肺良性肿瘤组阳性率43.80%(14/32),正常肺组阳性率40.05%(8/20)。肺癌组阳性率显著高于肺良性肿瘤组及正常肺组(均P<0.05);肺良性肿瘤组阳性率与正常肺组无显著性差异(P>0.05)。Ⅰ～Ⅱ期肺癌的hnRNPA2/B1表达阳性率为67.60%(25/37),Ⅲ～Ⅳ期肺癌的阳性率为89.10%(41/46)。Ⅲ～Ⅳ期肺癌的阳性率显著高于Ⅰ～Ⅱ期肺癌(P<0.05)。有淋巴结转移患者的hnRNPA2/B1表达阳性率为88.00%(44/55),无淋巴结转移者的阳性率为66.70%(22/33)。有淋巴结转移患者的阳性率显著高于无淋巴结转移者(P<0.05)。结论hnRNPA2/B1过量表达与非小细胞肺癌的发生、发展和转移密切相关。检测hnRNPA2/B1对非小细胞肺癌的早期诊断、病情预测有重要的临床意义。

效应性T细胞分化异质性及调控

初始型CD4+T细胞和CD8+T细胞在宿主体内经过抗原刺激后,出现克隆扩增,形成高频率的抗原特异性T细胞,并迅速拥有效应功能.这种T细胞数目和功能的质、量的变化,伴随抗体反应,形成了免疫记忆,构成了针对感染性疾病及其它有关疾病的基本保护性免疫.疫苗对减少感染引起的发病率和死亡率起了非常重要的作用,其终极目标是发展长效的保护性免疫.

单细胞RNA测序技术在水产养殖动物上的应用

单细胞RNA测序技术是生命科学领域中的革命性技术,为动植物的细胞异质性图谱构建、细胞谱系追踪、免疫响应机制解析等研究提供了强有力的工具。近年来,单细胞RNA测序技术在水产养殖动物中也得到了广泛应用。本文就单细胞RNA测序技术的发展、原理及其在水产养殖动物研究中的应用进行综述,并对其目前存在的问题及未来发展趋势进行分析与展望,以期推动该技术在水产养殖动物研究中更广泛的应用,加速水产养殖动物单细胞水平生命活动的调控机制研究进程。

异质性荧光染色的巨噬细胞功能研究──Ⅱ．异质性荧光染色的巨噬细胞过氧化物酶活性

细胞化学研究文献报导，巨噬细胞中过氧化物酶的活性有明显的差异，只有部分巨噬细胞过氧化物酶呈阳性反应。本文用淀粉、白喉类毒素和卡介苗分别诱导和活化小鼠腹腔巨噬细胞，进行过氧化物酶反应，并以７６９０－Ｘｕ荧光染液复染后证明，酶反应阳性细胞呈蓝色荧光，而酶反应阴性细胞为淡蓝绿色和黄色荧光。实验表明，过氧化物酶阳性的巨噬细胞是分化程度低的幼稚细胞，因此，过氧化物酶的活性可作为低分化的巨噬细胞的一种标志酶。同时，本文用免疫荧光单克隆抗体间接染色法观察了三种物质诱导和活化的异质性荧光染色的巨噬细胞的分泌功能。