10x Genomics单细胞+空间多组学文章，发发发不停！
2022-04-07 来源: 点击次数:239710x Genomics单细胞捕获技术的问世，将生命奥秘的研究深入到单细胞分辨率，极大的提高了我们解析生物分子机制的速度和效率。而10x Genomics的空间转录组技术，更是增加了研究的维度，让我们可以在空间层面上研究组织微环境的结构和异质性。而单细胞+空间技术，互为补充，将带领我们更加全面的解析生命的奥秘。
近年来，多组学的概念深入人心，而10x单细胞+空间多组学技术，也是接二连三的发了不少好文章，接下来，小编就带领大家赏析一下，单细胞+空间多组学是如何练就高分文章的。
一
文章题目：Spatiotemporal Immune Landscape of Colorectal Cancer Liver Metastasis at Single-Cell Level
中文题目：单细胞水平的结直肠癌肝转移时空免疫景观
发表期刊：Cancer Discovery
发表时间：2021年8月
发表单位：复旦大学，中科院巴斯德研究所
肝转移（LM）是结直肠癌（CRC）死亡的主要原因，表现出高度的免疫微环境异质性和抑制性。 本研究使用10x Genomics单细胞 RNA-seq 和Visium空间转录组学对 97 个匹配的样本进行了测序。 值得注意的是，转移性微环境经历了显著的免疫抑制细胞空间重编程，如 MRC1+ CCL18 + M2 样巨噬细胞。本研究进一步开发了 scMetabolism，这是一种用于量化单细胞代谢的计算方法。
二
文章题目：Identification of HSC/MPP expansion units in fetal liver by single-cell spatiotemporal transcriptomics
中文题目：通过单细胞时空转录组学鉴定胎儿肝脏中的 HSC/MPP 扩增单位
发表期刊：Cell Research
发表时间：2021年8月
影响因子：25.617
发表单位：中国科学院动物研究所和北京大学生命科学学院
由于目前我们对造血干细胞和多能祖细胞 (HSC/MPP) 在其原生生态位内扩展的细胞和分子机制的了解有限，因此也阻碍了我们基于干细胞的疗法在血液系统恶性肿瘤中的应用。在这里，研究人员构建了小鼠胎肝 (FL) 的时空转录组图谱。通过单细胞转录组学数据分析，揭示了三个转录异质 HSC/MPP 亚群，其中一个富含 CD93 的亚群表现出增强的干细胞特性。此外，通过对单细胞和空间转录组学进行综合分析，研究确定了新的 HSC/MPP“口袋样”单位（HSC PLUS），由生态位细胞（肝母细胞、基质细胞、内皮细胞和巨噬细胞）组成并富含生长因子。研究发现，巨噬细胞在 HSC PLUS 中显示出 11 倍的富集。在功能上，巨噬细IGFBP5在 HSC/MPP 扩增中的支持作用。最后，跨物种分析和功能验证显示了保守的细胞-细胞相互作用和扩增机制，但小鼠和人类 FL HSCs/MPPs 之间存在不同的转录组特征。总之，这些结果为了解 FL 中 HSC/MPP 的发展提供了重要资源，并提供了对体外功能性 HSC/MPP 扩增的新见解。
三
文章名称：Spatiotemporal analysis of human intestinal development at single-cell resolutio
中文题目：单细胞分辨率下人类肠道发育的时空分析
发表期刊：Cell
发表时间：2021年1月
影响因子：36.216
发表单位：牛津大学约翰拉德克利夫医院
肠是人体最大的屏障器官，可协调与肠道菌群的共生、营养需求及免疫。多种相互关联的细胞类型构成了成熟的肠道及其独特的形态，但是它们发育的分子基础尚不清楚。本文利用10x Genomics公司高通量的scRNA-seq结合Visium空间基因表达解决方案，创建了人类肠道发育的大规模单细胞时空图谱，绘制了跨时间、位置和细胞区室的形态发生图，描述了隐窝-绒毛轴形成的原理，神经、血管、间充质的形态发生以及发育中肠道的免疫群体，并汇编了一个公开可用的在线资源，即胎儿肠道发育的时空分析资源（STAR-FINDer），对细胞多样性、细胞间信号传导和转录调控网络进行了分类，以突出祖细胞的起源和位置的命运决定。
四
文章名称：Exuberant fibroblast activity compromises lung function via ADAMTS4
中文题目：过度的成纤维细胞激活通过ADAMTS4损害肺部功能
发表期刊：Nature
发表时间：2020年10月
影响因子：42.779
发表单位：美国田纳西州孟菲斯圣裘德儿童研究医院免疫学系
研究人员首先采用甲型流感病毒感染小鼠，在感染后的第0，1，3和6天后，利用10x Genomics单细胞基因表达解决方案对肺部CD45阴性细胞进行单细胞测序分析，并分离出了3个主要的细胞群。发现在病毒感染过程中过度激活的成纤维细胞可产生细胞外基质（extracellular mqECM）重塑酶—尤其是ECM蛋白酶ADAMTS4。那么成纤维细胞在解剖学结构上是如何响应并发生改变的呢？研究人员利用10x Genomics Visium空间转录组解决方案在呼吸窘迫最严重的时候（感染后第10天）对小鼠肺部切片进行了空间转录组分析，发现ADAMTS4的表达限制在肺泡附近的炎症部位，提示了远端气道DRFibs表达ADAMTS4是一个重要的反应节点。总之，这项研究发现病毒感染可导致成纤维细胞不同转录状态的改变，其中部分成纤维细胞（DRFibs）可以通过表达ADAMTS4等重塑肺部微环境，促进免疫细胞浸润，导致肺部功能受损。因此，ADAMTS4可以作为一个包括急性呼吸窘迫综合征在内相关疾病的治疗靶点。
五
文章名称：Integrating microarray-based spatial transcriptomics and single-cell RNA-seq reveals tissue architecture in pancreatic ductal adenocarcinomas
中文题目：整合基于微阵列的空间转录组学和单细胞 RNA-seq 揭示胰腺导管腺癌的组织结构
发表期刊：Nature Biotechnology
发表时间：2020年3月
影响因子：:54.908
发表单位：纽约大学
单细胞 RNA 测序 (scRNA-seq) 能够系统地识别组织中的细胞群，但表征它们的空间组织仍然具有挑战性。本研究将基于微阵列的空间转录组学方法与从同一样本生成的 scRNA-Seq 相结合，该方法使用一系列点来揭示基因表达的空间模式，每个点捕获多个相邻细胞的转录组。为了注释不同组织区域的精确细胞组成，本研究引入了一种多模态交叉分析的方法。将多模式交叉分析应用于原发性胰腺肿瘤，研究发现导管细胞、巨噬细胞、树突细胞和癌细胞的亚群具有空间受限的富集，以及与其他细胞类型的不同共富集。此外，我们确定了表达应激反应基因模块的炎性成纤维细胞和癌细胞的共定位。我们绘制 scRNA-seq 定义的亚群结构的方法可用于揭示复杂组织固有的相互作用。
六
文章题目：Spatial mapping reveals human adipocyte subpopulations with distinct sensitivities to insulin
中文题目：空间组学揭示对胰岛素具有不同敏感性的人类白色脂肪细胞亚群
文章期刊：Cell Metabolism
发表时间：2021年8月
影响因子：27.287
发表单位：卡罗林斯卡医学院医学系
目前，关于白色脂肪组织 (white adipose tissue，WAT) 的细胞及其结构异质性对其功能的贡献，我们知之甚少。本研究通过10x Genomics Visium 平台解析空间转录组信息，并与单细胞 RNA 测序数据以及图像分析相结合，以绘制人类 WAT 的组成和结构。研究聚类确定了 18 个细胞类别，其中，三个构成大小相似的成熟脂肪细胞，但它们的空间排列和转录谱表达存在异质性。基于标记基因，研究人员将这它们命名为为 AdipoLEP、AdipoPLIN 和 AdipoSAA。在独立数据集中证实，它们各自的基因谱与脂肪细胞和全身胰岛素敏感性相关程度不同。高胰岛素-正常血糖钳夹在体内的胰岛素刺激表明，只有 AdipoPLIN 显示出对胰岛素的转录反应。总之，通过挖掘这种多模式资源，研究确定人类 WAT 由三类成熟脂肪细胞组成，其中只有一种是对胰岛素有反应的。
七
文章名称：Multimodal Analysis of Composition and Spatial Architecture in Human Squamous Cell Carcinoma
中文题目：人鳞状细胞癌单细胞及空间结构的多组学分析
发表期刊：Cell
发表时间：2020年7月
影响因子：36.216
发表单位：斯坦福大学医学院
本文的研究对象是皮肤鳞状细胞癌（cSCC），结合10xGenomics单细胞转录组测序和Visium空间基因表达解决方案，研究了人cSCC和配对的正常皮肤。发现cSCC有四个肿瘤细胞亚群，三个涵盖正常表皮状态的亚群，一个定位于纤维血管微环境的肿瘤特异性角质形成细胞亚群（TSK）。将单细胞和空间数据映射的配体-受体网络与特定细胞类型整合，揭示TSK是细胞间通讯的枢纽。观察到免疫抑制的多种特征，包括T调节细胞（Treg）与CD8 T细胞共定位于分隔的肿瘤基质中。最后，人类肿瘤异种移植物的单细胞表征和体内CRISPR筛选鉴定了肿瘤发生中起关键作用的特定肿瘤亚群富集基因网络。本研究分析了cSCC肿瘤和基质细胞亚群，它们相互作用的空间微环境，以及它们参与的癌症通讯基因网络。