时空月速览 | 304篇文章，追踪发育/再生/演化/疾病/技术前沿研究（2023年5月）

针对空间组学、单细胞组学技术及其在生命科学和生物医学领域的应用，我们通过检索PubMed数据库，共追踪到2023年5月1日-31日期间发表的304文章（包括article、review等；IF≥5），按研究领域分类梳理，详见下表。此外，华大时空按照影响因子排名和广谱性遴选了30篇进行概要解读，供了解参考。

01、综述

Review

1.动脉粥样硬化中血流诱导的内皮细胞重编程

Flow-induced reprogramming of endothelial cells in atherosclerosis

2023-05-24; Nature Reviews. Cardiology; IF: 49.421; DOI: 10.1038/s41569-023-00883-1

内容概要：讨论了关于血流敏感基因、蛋白质和通路的最新研究进展，包括干扰血流诱导的内皮细胞重编程（fow-induced reprogramming of endothelial cells，FIRE）作为一种潜在的促动脉粥样硬化机制的新兴概念。

2.单细胞和空间转录组学：破译健康和疾病大脑复杂性

Single-cell and spatial transcriptomics: deciphering brain complexity in health and disease

2023-05-17; Nature Reviews. Neurology; IF: 44.711; DOI: 10.1038/s41582-023-00809-y

内容概要：描述了单细胞和空间分辨的转录组学技术如何有助于阐明脑部疾病潜在的病理机制，特别是在选择性神经元脆弱性、神经免疫功能障碍和细胞类型特异性治疗反应方面，讨论了单细胞和空间RNA测序技术目前的局限性和挑战，并展望了这些技术在神经学研究中的未来应用。

02、时空/单细胞技术

SpatialTemporal and Single-Cell Technology

3.小鼠大脑发育过程中空间基因表达和染色质可及性的同步分析

Simultaneous profiling of spatial gene expression and chromatin accessibility during mouse brain development

2023-05-25; Nature Methods; IF: 47.990; DOI: 10.1038/s41592-023-01884-1

内容概要：描述了一种空间分辨染色质可及性和基因表达联合分析的方法：MISAR-seq（microfuidic indexing-based spatial assay for transposase-accessible chromatin and RNA-sequencing），并将其应用于发育中的小鼠大脑，揭示了支持脑组织复杂结构的时空基因调控机制。 

4.单个癌细胞中染色体外环状DNA和转录组的平行测序

Parallel sequencing of extrachromosomal circular DNAs and transcriptomes in single cancer cells

2023-05-04; Nature Genetics; IF: 42.307; DOI: 10.1038/s41588-023-01386-y

内容概要：开发了一种对单细胞环状DNA和全长mRNA进行平行测序的方法——scEC&T-seq（single-cell extrachromosomal circular DNA and transcriptome sequencing），并展示了该方法在分析包含结构复杂的多片段染色体外环状DNA和小环状DNA的单个癌细胞方面的适用性。

03、生信工具

Bioinformatics Tools

5.迁移学习使网络生物学中的预测成为可能

Transfer learning enables predictions in network biology

2023-05-31; Nature; IF: 69.504; DOI: 10.1038/s41586-023-06139-9

内容概要：开发了一个上下文感知的、基于注意力机制的深度学习模型Geneformer，该模型在约3,000万个单细胞转录组的大规模语料库上进行预训练，以在网络生物学数据有限的情况下实现上下文特定的预测。将Geneformer应用于患者数据有限的疾病建模，确定了心肌病的候选治疗靶点。

6.单细胞分辨率下细胞-细胞通讯的比较分析

Comparative analysis of cell-cell communication at single-cell resolution

2023-05-11; Nature Biotechnology; IF: 68.164; DOI: 10.1038/s41587-023-01782-z

内容概要：介绍了一种灵活且可扩展的框架Scriabin（single-cell-resolved interaction analysis through binning），可用于在没有细胞聚集或下采样的情况下以单细胞分辨率对细胞-细胞通讯进行比较分析。利用Scriabin在发育过程的肠道中发现了已知干细胞维持所需的稀有通讯通路，并通过组装纵向通讯回路来定义响应SARS-CoV-2感染的早期动态通讯事件的动力学。

7.使用非共享特征的稳定镶嵌单细胞数据集成

Stabilized mosaic single-cell data integration using unshared features

2023-05-25; Nature Biotechnology; IF: 68.164; DOI: 10.1038/s41587-023-01766-z

内容概要：介绍了一种稳定的镶嵌单细胞数据集成技术StabMap，其首先基于共享特征推断出镶嵌数据的拓扑结构，然后通过沿着拓扑结构上的最短路径将所有细胞投影到监督或无监督的参考坐标上。该研究展示了StabMap执行“multi-hop”镶嵌数据集成的能力，并揭示了Brachyury在早期小鼠器官发生中的作用。

8.SMDB：空间多模态数据浏览器

SMDB: a Spatial Multimodal Data Browser

2023-05-22; Nucleic Acids Research; IF: 19.160; DOI: 10.1093/nar/gkad413

内容概要：描述了一种可用于交互式探索空间转录组数据的可视化web服务工具——空间多模态数据浏览器，可用于在2D和3D空间中探索生物组织中的细胞组成和基因表达。SMDB提供了用户可定制的用于交互式探索组织中空间转录组spots，具有平滑缩放、平移、3D 360度旋转和可调节spots缩放等功能的工作区。同时，SMDB将Allen鼠脑解剖图谱纳入到形态研究的参考中，表明其在神经科学和空间组织学研究的重要价值。

9.Cellloscope：空间转录组学数据中标记基因驱动的细胞类型反卷积的概率模型

Celloscope: a probabilistic model for marker-gene-driven cell type deconvolution in spatial transcriptomics data

2023-05-17; Genome Biology; IF: 17.906; DOI: 10.1186/s13059-023-02951-8

内容概要：提出了一种创新的概率模型Celloscope，它利用已建立的标记基因的先验知识，从空间转录组学数据中进行细胞类型反卷积。Celloscope在模拟数据上优于其他方法，成功地指示了已知的脑结构，并在空间上区分了小鼠脑组织中的抑制性和兴奋性神经元类型，并剖析了前列腺组织中免疫浸润成分的较大异质性。

04、生长发育

Growth and Development 

10.人视网膜类器官发育的多模态时空表型

Multimodal spatiotemporal phenotyping of human retinal organoid development

2023-05-08; Nature Biotechnology; IF: 68.164; DOI: 10.1038/s41587-023-01747-2

内容概要：建立了一个用于在高空间分辨率下对视网膜类器官的组织切片进行迭代间接免疫荧光成像（4i）的实验流程，并开发了一种用于从异质类器官的多重蛋白质图谱推断空间发育动力学的计算方法。将生成的多重蛋白质数据与涵盖发育6~46周的scRNA-seq和scATAC-seq数据集进行整合，提供了人类视网膜类器官发育的首个高分辨地图集。 

11.食蟹猴胚胎体外3D培养模型揭示灵长类早期神经胚发育特征

Neurulation of the cynomolgus monkey embryo achieved from 3D blastocyst culture

2023-05-11; Cell; IF: 66.850; DOI:10.1016/j.cell.2023.04.019

内容概要：建立了一个可支持食蟹猴胚胎体外发育至受精后25天的3D长时程培养体系，并基于该体系探究了灵长类胚胎中晚期原肠运动和早期神经发育过程中的关键事件和谱系特征。

12.Wox3模式组件调控玉米叶和叶舌的平面生长

A Wox3-patterning module organizes planar growth in grass leaves and ligules

2023-05-04; Nature Plants; IF: 17.352; DOI: 10.1038/s41477-023-01405-0

内容概要：联合使用scRNA-seq、高级遗传学和分子形态发生分析，揭示了Wox3模式组件是叶缘“rim”区域功能的基础，促进了玉米叶片的中外侧生长和叶舌模式，并验证了叶舌是叶鞘边缘的远端延伸。

05、再生医学

Regenerative Medicine

13.运动重编程哺乳动物衰老过程中多个干细胞区室的炎症景观

Exercise reprograms the inflammatory landscape of multiple stem cell compartments during mammalian aging

2023-04-19; Cell Stem Cell; IF: 25.269; DOI: 10.1016/j.stem.2023.03.016

内容概要：系统分析了435,628个来自骨骼肌、侧脑室下区、骨髓造血干/祖细胞，以及外周血免疫细胞的scRNA-seq数据，这些细胞分别来自未跑步的年轻小鼠、自主跑步（自主跑轮）的年轻小鼠、未跑步的老年小鼠和自主跑步的老年小鼠，发现运动减少了来自所有不同来源的干细胞类型的炎症特征，并恢复了骨骼肌中年轻状态的细胞间通讯，这为衰老过程中运动对干细胞的影响提供了一个全面的分子层面框架。

14.单细胞分析揭示心脏再生过程中Angpt4启动的EPDC-EC-CM细胞协调级联反应

Single-cell analysis reveals an Angpt4-initiated EPDC-EC-CM cellular coordination cascade during heart regeneration

2023-05-08; Protein and Cell; IF: 15.328; DOI: 10.1093/procel/pwac010

内容概要：通过收集斑马鱼的主要心肌细胞类型，并在心脏发育和损伤后再生过程中进行高精度scRNA-seq分析，揭示一个由血管生成素4（Angpt4）启动的EPDC-EC-CM细胞协作网络，以协调和调节斑马鱼的心脏再生，并发现Angpt4的功能在哺乳动物中是保守的。Angpt4的基本和保守功能，以及涉及细胞协调的新机制可能为改善人类心脏损伤后的恢复提供了一个新的治疗靶点。

06、生命演化

Life Evolution

15.泛草转录组揭示作物细胞分化的模式

A pan-grass transcriptome reveals patterns of cellular divergence in crops

2023-04-10; Nature; IF: 69.504; DOI: 10.1038/s41586-023-06053-0

内容概要：联合scRNA-seq和snRNA-seq分析比较3种禾本科植物（玉米、双色高粱和狗尾草）的根细胞转录组，确定了5,000万年的分类跨度中细胞分化的两个主要趋势，并展示了精细的细胞分析如何从泛转录组中提取保守模块，并深入了解介导作物关键功能的细胞类型的进化。

16.家兔和小鼠的时间对齐“沙漏”原肠胚模型

Time-aligned hourglass gastrulation models in rabbit and mouse

2023-05-16; Cell; IF: 66.850; DOI: 10.1016/j.cell.2023.04.037

内容概要：从妊娠第6.0~8.5天之间取样的120个胚胎中构建了一个时间分辨的家兔单胚胎、单细胞模型，并在单细胞分辨率下比较家兔模型和近期已建立的小鼠原肠胚模型的发育轨迹，揭示了家兔和小鼠之间高度保守的原肠胚形成状态，并为研究哺乳动物原肠胚形成动力学的演变提供了基础。

07、疾病研究

Disease Research

恶性肿瘤

17.泛癌T细胞图谱将细胞应激反应状态与免疫治疗耐药性联系起来

Pan-cancer T cell atlas links a cellular stress response state to immunotherapy resistance

2023-05-29; Nature Medicine; IF: 87.241; DOI: 10.1038/s41591-023-02371-y

内容概要：展示了来自16种癌症类型的308,048个转录组的T细胞单细胞图谱，揭示了以前未描述的T细胞状态，以及滤泡辅助、调节性和增殖T细胞的异质亚群，并发现T细胞状态/组成与来自23个队列的375名患者（包括171名接受免疫检查点阻断治疗的患者）的基因组、病理学和临床特征相关。

18.单细胞空间多组学分析揭示胰腺癌免疫功能障碍的机制

Spatially resolved multi-omics single-cell analyses inform mechanisms of immune-dysfunction in pancreatic cancer

2023-05-30; Gastroenterology; IF: 33.883; DOI: 10.1053/j.gastro.2023.05.036

内容概要：应用scRNA-seq、空间转录组学、多重免疫组织化学和质谱细胞术，分析治疗初期胰腺导管腺癌（pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC）肿瘤和匹配的相邻正常胰腺组织，以及体循环中的免疫区室，并在单细胞水平上对PDAC中的免疫微环境进行荟萃分析，阐明了PDAC的多层免疫功能障碍，提供了PDAC中免疫生态系统的空间分辨精细图谱，为未来的功能研究和探索该疾病的治疗策略提供了全面资源。

19.肺癌中与T细胞浸润、炎症和免疫编辑相关的免疫肽群景观

The immunopeptidome landscape associated with T cell infiltration, inflammation and immune editing in lung cancer

2023-05-01; Nature Cancer; IF: 23.177; DOI: 10.1038/s43018-023-00548-5

内容概要：通过调查8名肺癌患者的61个肿瘤区域和邻近的非恶性肺组织，结合免疫肽组学、基因组学、bulk RNA-seq和空间转录组学进行深度抗原发现，并探索肿瘤（新）抗原的异质性表达和呈递，发现在CD3+CD8+ T细胞排除的肿瘤中，位于人类白细胞抗原Ⅰ（HLA-I）呈现热点内的预测新抗原的频率相对较高，将这些新抗原与免疫识别联系起来，以支持它们参与免疫编辑。

20.肿瘤激活的淋巴结成纤维细胞抑制弥漫性大B细胞淋巴瘤中的T细胞功能

Tumor-activated lymph node fibroblasts suppress T cell function in diffuse large B cell lymphoma

2023-05-23; The Journal of Clinical Investigation; IF: 19.456; DOI: 10.1172/JCI166070

内容概要：通过研究来自弥漫性大B细胞淋巴瘤（diffuse large B cell lymphoma，DLBCL）患者和小鼠模型的淋巴结样本，鉴定了一个促进成纤维细胞活化蛋白表达的异常重构的成纤维母细胞网状细胞（fibroblastic reticular cell，FRC）网络，并揭示了FRCs在DLBCL中的免疫抑制作用，这对免疫逃避、疾病发病机制和优化患者的免疫治疗具有重要意义。 

21.空间分辨多组学揭示胃癌细胞特异性代谢重塑和相互作用

Spatially resolved multi-omics highlights cell-specific metabolic remodeling and interactions in gastric cancer

2023-05-10; Nature Communications; IF: 17.694; DOI: 10.1038/s41467-023-38360-5

内容概要：提出一种整合基于质谱成像的空间代谢组学和空间脂质组学与基于微阵列的空间转录组学的方法，并对胃腺癌患者的邻近冷冻癌组织切片进行分析，构建了肿瘤细胞和周围正常细胞的空间分辨代谢物、脂质和基因表达图谱，鉴别了复杂肿瘤微环境中的细胞类型和分布，以及免疫细胞主导的“肿瘤-正常界面”区域，其中肿瘤细胞接触邻近组织的区域具有独特的转录特征和显著的免疫代谢改变。

非癌疾病

22.变体STAT4和对Ruxolitinib在自身炎症综合征中的反应

Variant STAT4 and response to Ruxolitinib in an autoinflammatory syndrome

2023-05-31; The New England Journal of Medicine; IF: 176.079; DOI: 10.1056/NEJMoa2202318

内容概要：通过评估来自三个无关家族的四名具有致残性全硬化性硬斑病（disabling pansclerotic morphea，DPM）常染色体线性遗传模式的患者，结合scRNA-seq分析，确认信号转导及转录激活因子4（STAT4）中的功能获得性变异在这三个家族中引起了DPM，而JAK（Janus kinase）抑制剂Ruxolitinib在体外和受影响的家庭成员中减弱了皮肤病学和炎症表型。

23.血管平滑肌细胞中的Bestrophin3缺陷激活MEKK2/3-MAPK信号以触发自发性主动脉夹层

Bestrophin3 deficiency in vascular smooth muscle cells activates MEKK2/3-MAPK signaling to trigger spontaneous aortic dissection

2023-05-19; Circulation; IF: 39.918; DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.122.063029

内容概要：利用平滑肌细胞特异性和内皮细胞特异性Best3敲除小鼠，结合功能研究、scRNA-seq、蛋白质组学分析、共免疫共沉淀结合质谱法，揭示了Best3通过控制MEKK2/3降解来调节平滑肌细胞表型转换和主动脉结构完整性的关键作用。Best3–MEKK2/3信号代表了主动脉夹层的新治疗靶点。

24.单核染色质可及性分析确定TWIST1在特发性肺纤维化肌成纤维细胞活性中的关键作用

Single-nucleus chromatin accessibility identifies a critical role for TWIST1 in IPF myofibroblast activity

2023-05-04; The European Respiratory Journal; IF: 33.795; DOI: 10.1183/13993003.00474-2022

内容概要：整合来自人类特发性肺纤维化（idiopathic pulmonary fibrosis，IPF）和供体对照外植体的snATAC-seq和scRNA-seq数据，并结合体内博莱霉素诱导急性肺损伤小鼠模型的研究，证实了TWIST1在IPF肌成纤维细胞活性中的关键调节功能。 

25.在阿尔茨海默病小鼠模型中MCH系统的早期改变将异常神经元活动和睡眠障碍联系起来

Early alterations in the MCH system link aberrant neuronal activity and sleep disturbances in a mouse model of Alzheimer's disease

2023-05-15; Nature Neuroscience; IF: 28.771; DOI: 10.1038/s41593-023-01325-4

内容概要：选取AppNL-G-F小鼠模型和阿尔兹海默病（Alzheimer's disease，AD）患者海马组织，结合空间转录组学技术，发现MCH系统在早期AD中是脆弱的，并表明受损的MCH系统功能会导致异常的兴奋性驱动和睡眠缺陷，从而损害海马体依赖性功能。

26.耐受性树突状细胞可预防急性肾损伤

Tolerogenic dendritic cells protect against acute kidney injury

2023-05-25; Kidney International; IF: 18.998; DOI: 10.1016/j.kint.2023.05.008

内容概要：通过评估骨髓来源的同基因或异基因、经维生素D3/IL-10处理的耐受性树突状细胞的表型和基因组学特征，结合共培养实验和空间转录组分析，证实了围手术期注射的耐受性树突状细胞具有保护急性肾损伤的能力，并值得进一步探索作为一种治疗选择。

08、其他研究

Other Research

27.心脏移植排斥反应中肝脏通过PCSK9/CD36通路进行免疫调节

Immune regulation of the liver through the PCSK9/CD36 pathway during heart transplant rejection

2023-05-26; Circulation; IF: 39.918; DOI:10.1161/CIRCULATIONAHA.123.062788

内容概要：通过评估心脏移植排斥（heart transplant rejection，HRT）期间小鼠和人类受者的血清PCSK9的表达，并通过使用全局敲除小鼠和一种中和抗体研究PCSK9消融对HTR的影响，结合多器官组织学、scRNA-seq等技术，揭示了HTR期间肝脏通过PCSK9/CD36通路进行免疫调节的新机制，该通路影响巨噬细胞的表型和功能，并提示该通路的调节可能是HTR的潜在治疗靶点。

28.具有丘脑网状核的腹侧化人丘脑类器官的产生

Generation of ventralized human thalamic organoids with thalamic reticular nucleus

2023-04-04; Cell Stem Cell; IF: 25.269; DOI: 10.1016/j.stem.2023.03.007

内容概要：报道了一种将人类胚胎干细胞转化为腹侧丘脑类器官的方法，该方法概括了腹侧丘脑核的分子和功能特征，以及细胞多样性，并为理解人丘脑的核特异性发育和病理提供了一个实验模型。

29.药用植物长春花的单细胞多组学研究

Single-cell multi-omics in the medicinal plant Catharanthus roseus

2023-05-15; Nature Chemical Biology; IF: 16.174; DOI: 10.1038/s41589-023-01327-0

内容概要：使用互补的多组学方法（基因组组装、Hi-C染色体构象捕获和单细胞转录组学），发现在长春花（主要抗癌药物的来源）叶子的三种不同细胞类型中依次表达一个38步的单萜吲哚生物碱（monoterpene indole alkaloid，MIA）通路，同时发现了根中MIA生物合成通路的细胞类型特异性基因表达的差异。结合开发的单细胞代谢组学技术，鉴别了一种可生产脱水长春花碱的细胞内转运体和缺失的还原酶。

30.Stereo-seq和scRNA-seq联合分析揭示微生物群塑造小鼠脾脏解剖结构和免疫功能

Microbiota-mediated shaping of mouse spleen structure and immune function characterized by scRNA-seq and Stereo-seq

2023-05-06; Journal of Genetics and Genomics; IF: 5.723; DOI: 10.1016/j.jgg.2023.04.012

内容概要：利用无菌（germ-free，GF）小鼠和无特定病原体（specific pathogen-free，SPF）小鼠模型，结合Stereo-seq和DNBelab C4平台，揭示了微生物群能塑造小鼠脾脏的解剖结构和免疫功能，缺乏微生物群会导致小鼠脾脏分层结构紊乱，这对于理解微生物群在调节脾脏免疫功能中的关键作用具有重要意义。

内容 | Lina

题图设计 | 彭卫

排版 | 小飞鱼

打赏