小白课堂 | 单细胞多组学高分文章分享

北京大学张泽民教授团队在结直肠癌和肝转移之间的免疫表型联系中的研究——

【文章简介】

肿瘤微环境（TME）与免疫治疗反应有关，但尚不清楚癌细胞和宿主组织如何对TME内的免疫成分产生差异性影响。在本研究中，研究人员对肝转移结直肠癌的自体样本进行了10x单细胞测序分析，以了解形成TME的因素。通过在不同组织中排列CD45细胞，研究人员将耗尽的CD8 T细胞（TEX）和激活的调节性T细胞分类为M型，其表型与恶性肿瘤相关，而自然杀伤细胞和粘膜相关的不变T细胞被定义为N型，其表型与生态位相关。原发性和转移性肿瘤中TEX共享T细胞受体，暗示存在共同的外周非耗竭前体。对于髓样细胞，树突状细胞（DC3）和SPP1巨噬细胞的一个子集为M型，后者在肝转移中占主导地位，表明其促转移作用。本研究将原发性肿瘤和转移性肿瘤的免疫表型联系起来，从而有助于理解肿瘤特异性背景并识别促转移成分。

斯坦福大学的Aaron M. Newman 团队和华盛顿大学医学院的Aadel A. Chaudhuri 团队在与黑色素瘤患者免疫检查点阻断毒性相关的T细胞特征中的研究——

【文章简介】

在接受免疫检查点抑制剂治疗的黑色素瘤患者中，高达60%的患者会发生严重的免疫相关不良事件，尚不清楚在免疫相关不良事件发生发展之前是否存在共同的基线免疫状态。本研究利用质谱流式细胞术、10x scRNA-seq、10x scV(D)J-seq、bulk RNA-seq和bulk TCR-seq等方法对接受抗pd -1单药治疗或抗pd -1与抗ctla -4联合ICIs治疗的黑色素瘤患者的外周血样本进行了研究。通过分析93个接受免疫检查点抑制剂治疗前和治疗早期的血液样本以及3个患者队列（n=27、26和18），研究人员发现循环中2个治疗前因素—激活的CD4阳性记忆T细胞丰度和TCR多样性—与严重的免疫相关不良事件发生发展相关。研究人员还探讨了在接受联合治疗的患者中TCR克隆性的治疗变化，并将探讨克隆变化与irAE发病的严重程度和时间的相关性。该研究思路对预测ICIs治疗诱导的毒副反应提供了可靠的方案，有助于改善高危患者的临床预后情况。

美国加州大学的Vivek Swarup团队在阿尔茨海默病的单核染色质可及性和转录组学特征中的研究——

【文章简介】

阿尔茨海默症（AD）等神经退行性疾病以大量神经元丢失为特征并伴有胶质增生，但特定神经元和胶质细胞类群在AD病理生理学中的作用尚不清楚。该研究选取认知健康对照和AD患者死后的大脑前额叶皮质样本同时进行10x单细胞核转录组测序（sn ATAC-seq）和10x单细胞核ATAC测序（sn RNA-seq），对人前额叶皮质进行基因表达和染色质可及性分别分群分析和联合分析，结果说明单组学和联合分析细胞类型的一致性，且发现了AD细胞异质性的多组学特征；然后结合sn RNA和sn ATAC两套数据深入探究AD相关的调控机制，进而确定了细胞类型特异性、疾病相关的候选顺式调控元件及其候选靶基因，发现了在晚期AD中起作用的转录因子；此外，研究还结合两套数据构建了疾病相关胶质细胞的综合轨迹，探究细胞状态转换连续的基因表达、染色质可及性和TF调控模块的动态变化，进一步揭示了AD细胞异质性的分子机制；最后，研究采用sc WGCNA对AD转录组进行系统级分析，并证明其在确定新的疾病基因靶点方面的实用性。

北京大学张泽民教授团队在单细胞分析揭示了与三阴性乳腺癌PD-L1阻断反应相关的关键免疫细胞亚群中的研究——

【文章简介】

三阴性乳腺癌（TNBC）是复发率和死亡率高的乳腺癌亚型。虽然免疫检查点阻断（ICB）在TNBC治疗中显示出希望，但近期临床试验表明，阿替利珠单抗（免疫治疗）联合紫杉醇（化疗）却无法使TNBC患者获益。本研究通过整合10x sc RNA-seq、10x sc TCR-seq和10x sc ATAC-seq，构建了TNBC患者肿瘤微环境和外周血来源免疫细胞的高分辨率转录组和表观组图谱，并阐明了免疫细胞在不同治疗方案下的动态变化，揭示anti-PD-L1免疫治疗联合紫杉醇化疗在TNBC中的作用机制。

四川大学马涛教授团队在单细胞分辨率下高度木质化的杨树茎的转录图谱中的研究——

【文章简介】

植物次生生长取决于产生木质部和韧皮部的维管形成层的活动。源自木质部的木材是全球丰富的生物质形式，在整个人类历史上发挥了关键的社会经济和生计作用。然而，尽管对维管发育进行了深入研究，但对细胞类型的全部多样性和参与的基因网络仍知之甚少。在这里，研究人员应用了优化的原生质体分离方案和单细胞转录组测序来表征高度木质化的杨树茎的高分辨率单细胞转录图谱。本研究用一系列新的簇特异性标记基因鉴定了 20 个假定的细胞簇，并发现这些细胞基于转录组具有高度异质性。对这些标记基因表达动态的分析能够重建韧皮部和木质部发育中涉及的细胞分化轨迹。研究发现不同的细胞簇表现出不同的植物激素反应模式，更重要的是使用本研究的数据可以预测潜在的基因冗余并确定与树木维管发育相关的候选基因。