简介:摘要视网膜由多类细胞组成,每类细胞都有着独特的生物学功能。即使是同类细胞,也会因遗传异质性导致细胞功能出现差异。以往传统的研究手段无法分辨这些差异,有些细胞由于缺乏特异性分子标记或数量稀缺也难以定义,阻碍了人们对这些细胞的认识及研究。随着生物技术的发展,单细胞转录组测序技术可以获得单个细胞转录组表达谱、识别细胞间异质性、鉴别细胞亚类及稀有细胞群,揭示每个细胞的转录组表达谱特征和功能差异,剖析细胞的起源、功能及变异特征。可获得与疾病相关的特征性细胞亚类及特异性差异表达基因,加深我们对疾病起因、发展的理解,也为临床诊断及靶向治疗提供帮助。
简介:摘要单细胞转录组测序(scRNA-seq)是一种在细胞水平观测单个细胞之间转录组差异的新兴技术,其基本策略是捕获单细胞,经裂解得到微量mRNA,逆转录后扩增,cDNA用于制备测序文库。目前该技术已被广泛应用于多个学科领域。视觉神经系统在结构上包括视网膜、外侧膝状体及视皮层等,负责视觉信息的获取和处理,进而形成视觉。视觉信息占全部感觉信息的70%以上,故对视觉神经系统的研究显得尤为重要。随着科学技术的快速发展,单细胞转录组测序技术的研究成果也越来越多,该技术正逐渐成为指导临床实践的重要工具,为基础研究向临床转化搭建了桥梁。本文介绍单细胞转录组测序技术的主要技术路线和方法,并详述其在视觉系统研究中的应用。
简介:摘要目的探讨2例老年髋部骨折患者骨髓单个核细胞(BMMNCs)中是否存在与调节免疫炎症相关的亚群,比较其BMMNCs亚群差异。方法选取2例老年髋部骨折患者作为研究对象,记为A和B。检测患者外周静脉血补体(C)3、C4、白细胞介素(IL)-2、IL-6、IL-10和淋巴细胞亚群。对2例患者的BMMNCs进行单细胞转录组测序分析,将细胞聚类分群,对每个亚群差异表达倍数前20的基因进行基因本体论(GO)及京都基因和基因组百科全书(KEGG)分析,判断每个亚群的主要功能,找出调节免疫炎症的相关亚群及基因。比较2例患者的预后、BMMNCs亚群种类及对应细胞比例差异。结果A患者外周血指标仅IL-10稍偏高。B患者C3偏低,C4接近正常值下限,IL-2、IL-6、IL-10明显偏高,CD8+T细胞百分比偏低,CD4+/CD8+偏高,其余指标未见明显异常。经单细胞转录组测序分析,将2例患者的BMMNCs分成相同的5个亚群,其中亚群2和亚群4的功能与调节免疫炎症相关,亚群2中的CCL4、CCL5、LTB、CXCR4及亚群4中的C1QA、C1QB、CD14、SPP1可能是关键基因。A患者最终预后较好,其BMMNCs中构成亚群2和亚群4的细胞比例均高于B患者[47.00%(1 431/3 045)vs. 29.28%(882/3 012),5.88%(179/3 045)vs. 3.85%(116/3 012)]。结论运用单细胞转录组测序技术能将老年髋部骨折患者的BMMNCs分成不同亚群,其中有与调节免疫炎症相关的亚群,其可能影响患者伤后免疫炎症状态及预后。
简介:摘要葡萄膜黑色素瘤(UM)是眼内侵袭性强且致命的肿瘤。由于UM及其微环境的复杂性和异质性,导致缺乏早期预防和治疗转移的策略。单细胞测序技术通过在单个细胞层面进行基因组学、转录组学、表观遗传学的分析,为破译肿瘤内异质性和微环境的复杂性提供了关键的视角。通过生物信息分析,并结合人工智能算法,有助于寻找预后相关的分子指标和治疗靶点,为指导临床治疗方案的选择提供依据。但单细胞测序技术也存在一定的局限性,如对样本要求高、测序花费昂贵和耗时长等。相信随着科学技术的完善和分析方法的更新,这些缺点可被逐步解决,未来终将攻克这一罕见肿瘤,实现UM患者长期生存的目标。
简介:摘要颈动脉斑块形成是脑卒中发生的重要危险因素。对颈动脉斑块的干预是预防卒中的关键,但目前尚缺乏对其稳定性改变机制的明确阐述。单细胞转录组测序能够有效地检测整个组织中每一个细胞的基因序列,从而充分分析细胞亚型的表达差异。本文对单细胞转录组测序技术在颈动脉斑块稳定性的研究中的应用现状进行综述并进一步分析其研究前景。
简介:摘要目的通过单细胞转录组测序揭示骨巨细胞瘤特殊的免疫浸润环境以及可能存在的免疫逃逸机制。方法收集2018年1月至2021年12月4例原发性骨巨细胞瘤患者手术获得的肿瘤新鲜标本,采用10X平台进行单细胞转录组测序,使用 t-分布领域嵌入算法(t-distributed stochastic neighbor embedding,t-SNE)降维分析将单细胞数据可视化及定量。对4例标本的35 643个单细胞数据进行细胞聚类、基本细胞类型的定义、免疫细胞的分类以及细胞类型之间的相互调控关系分析,探究骨巨细胞瘤免疫环境的特征。通过细胞通讯分析,观察骨巨细胞瘤中免疫细胞调节及作用的主要细胞类型及主要作用的信号通路。结果骨巨细胞瘤由9种基本细胞类型组成,其中免疫细胞以CD8+ T细胞为主约占51%,非免疫细胞以成纤维细胞样梭形基质细胞为主,约占74%。在骨巨细胞瘤的免疫浸润中细胞毒性的CD8+ T细胞占比最高(49%),而耗竭状态的CD8+ T细胞占比最低(5%)。CD4+ T细胞以高表达免疫检查点基因CTLA4和TIGIT为特征。骨巨细胞瘤中CD8+ T细胞及NK细胞主要通过PARs和CCL两条信号通路的调控作用于多核破骨样巨细胞,而非基质细胞。结论通过单细胞测序数据定义了骨巨细胞瘤的主要组成细胞类型,并进一步揭示了其免疫浸润的组成特征,且发现其免疫细胞的作用对象主要为多核破骨样巨细胞,为更加深入了解骨巨细胞瘤发生、发展提供了有效信息。
简介:摘要目的分析晚期肺腺癌患者肿瘤细胞异质性,探索肿瘤细胞亚群转录组特性以寻找个体特异的治疗方案。方法从人类肿瘤相关的基因表达汇编(GEO)数据库下载肺腺癌单细胞转录组测序数据芯片编号GSE123902,包含收集于2018年至2019年于纪念斯隆-凯特琳癌症中心手术切除的8例原发肺癌组织,3例脑转移样本,1例骨转移样本,1例肾上腺转移样本。过滤、鉴定并分离肿瘤细胞,对表达数据进行标准化、降维处理并根据表达模式对细胞进行聚类,利用基因差异表达分析,基因集变异分析(GSVA)探索不同肿瘤细胞亚群的表达特性。结果共分离Ⅳ期肺腺癌原发灶肿瘤细胞211个,脑转移灶肿瘤细胞965个,骨转移灶肿瘤细胞659个,肾上腺转移灶肿瘤细胞14个。样本间比较涉及肿瘤血管生成、上皮间充质转化、侵袭转移相关的基因和基因集,例如骨转移组明显上调的波形蛋白(VIM,logFC=3.185,校正后的P<0.01),差异有统计学意义;膜微囊蛋白-1(CAV-1,logFC=2.757,校正后的P<0.01),差异有统计学意义。单样本分析中,脑转移和骨转移灶中均鉴定出耐药相关细胞亚群,存在多个耐药相关基因上调,包括脑转移细胞亚群中上调的载脂蛋白2(LCN2, logFC=1.822,校正后的P<0.01),差异有统计学意义、骨转移细胞亚群中上调的趋化因子1(CXCL1,logFC=1.604,校正后的P<0.01),差异有统计学意义。结论通过单细胞转录组分析肿瘤细胞异质性,可为晚期肺腺癌患者寻找个体化治疗方案提供线索。
简介:摘要目的基于转录组测序(RNA-Seq)技术探讨猪苓多糖改变人原代巨噬细胞生长形态的可能分子机制。方法通过提取粗多糖并进行分离和纯化得到猪苓多糖。Ficoll法分离新生儿脐带血来源的外周血单个核细胞(PBMC),并通过CD14磁珠分选及重组人巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)诱导人巨噬细胞,连续5 d观察100 ng/ml猪苓多糖对其生长形态的影响。实验组取巨噬细胞使用猪苓多糖干预48 h,对照组不进行处理,对两组细胞进行转录组测序筛选差异基因;将得到的测序结果进行差异基因表达的GO、KEGG功能注释及信号通路显著性富集分析。结果诱导巨噬细胞具有贴壁生长及伪足分化能力,贴壁后细胞呈梭形和多角形,伪足较细长。100 ng/ml猪苓多糖处理能显著影响巨噬细胞的生长状态,巨噬细胞伪足逐渐消失且细胞变圆,最终分化褪失。比较两组测序结果发现差异表达基因共13 825个,其中上调基因7028个,下调基因6797个。差异基因的GO功能显著性富集分析显示,差异基因主要集中在细胞外基质(ECM)过程。差异基因的信号通路显著性富集分析结果主要集中在ECM合成与细胞黏附通路。结论通过RNA-Seq技术证实猪苓多糖影响巨噬细胞的生长状态的分子机制依赖于ECM相关基因及黏附蛋白合成相关基因实现,为进一步研究猪苓多糖对巨噬细胞自身生理功能的调节作用提供依据。