從癌癥到發(fā)育,從衰老到免疫,單細(xì)胞研究顯神威

理解任何多細(xì)胞生命系統(tǒng)的前提是理解“細(xì)胞”，今天單細(xì)胞研究已經(jīng)不再只是紙上談兵了，已經(jīng)有許多實(shí)驗(yàn)室展開了單細(xì)胞研究，近期Science，Cell就接連公布了這方面的成果。

免疫細(xì)胞是如何衰老的？

斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)衰老的新奧秘：相比于年輕人，老年人的免疫細(xì)胞攜帶更多的染色質(zhì)修飾。而且這些修飾差異主要來(lái)源于環(huán)境。

這有助于解釋為什么老年人的免疫系統(tǒng)會(huì)衰退，為什么不同人的免疫系統(tǒng)以不同的速率老化，為什么環(huán)境在產(chǎn)生這些與年齡相關(guān)的差異方面比遺傳更重要？

這一研究成果公布在4月26日的Cell雜志上。研究人員通過(guò)一種快速，準(zhǔn)確的新方法，一個(gè)個(gè)的分析單細(xì)胞，總共分析了上億個(gè)細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)老年人的免疫細(xì)胞比年輕人的免疫細(xì)胞指令更加模糊不清楚。

具體來(lái)說(shuō)研究人員利用質(zhì)譜流式細(xì)胞技術(shù)：EpiTOF 從單細(xì)胞水平分析了免疫細(xì)胞的染色質(zhì)修飾情況。他們分析了22種不同免疫細(xì)胞內(nèi)40種不同類型的表觀遺傳標(biāo)記，共積累了約217億個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，并進(jìn)行了專門的數(shù)據(jù)解析。

作者表示，“免疫系統(tǒng)在各種疾病中發(fā)揮著重要作用。然而目前我們過(guò)分關(guān)注遺傳學(xué)，忽略了人類免疫學(xué)和環(huán)境影響的影響。”

深度解析三陰乳腺癌

美國(guó)MD安德森癌癥中心聯(lián)合瑞典卡羅林斯卡學(xué)院的研究人員利用單細(xì)胞測(cè)序?qū)θ幦橄侔┱归_分析，表明耐藥性是來(lái)源于現(xiàn)有的帶有基因突變的克隆。

研究人員利用單細(xì)胞DNA和RNA測(cè)序，以及大量細(xì)胞的外顯子組測(cè)序，分析了20名治療過(guò)程中的三陰乳腺癌患者。Illumina深度外顯子組測(cè)序發(fā)現(xiàn)10名患者的腫瘤消退，而另10名患者仍有腫瘤細(xì)胞存在。之后，他們對(duì)其中的8名開展了單細(xì)胞分析。

他們使用BD的FACSAria II流式細(xì)胞儀來(lái)分選單個(gè)細(xì)胞，并利用混合文庫(kù)和Illumina的新一代測(cè)序技術(shù)來(lái)分析。他們通過(guò)DNA測(cè)序分析了900個(gè)單細(xì)胞，通過(guò)RNA測(cè)序分析了6,862個(gè)細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)*中出現(xiàn)的拷貝數(shù)畸變是預(yù)先存在且適應(yīng)性選擇的，而表達(dá)譜是通過(guò)轉(zhuǎn)錄重編程獲得的。

具體見：《Cell》：?jiǎn)渭?xì)胞測(cè)序深度解析三陰乳腺癌

神奇的生命起源

這一系列三篇文章分別利用單細(xì)胞技術(shù)研究了心臟、神經(jīng)和血細(xì)胞的發(fā)育過(guò)程，繪制了兩種模式動(dòng)物：非洲爪蟾和斑馬魚從受精卵到完整胚胎的基因表達(dá)圖譜。

采用的技術(shù)分別有轉(zhuǎn)座子的條形碼方法：TracerSeq，單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)inDrop。

具體見：三篇《Science》解讀生命誕生奇跡：為什么一個(gè)受精卵能創(chuàng)造整個(gè)身體

真渦蟲的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組圖譜

兩個(gè)研究小組利用Drop-seq技術(shù)來(lái)繪制整個(gè)復(fù)雜動(dòng)物的細(xì)胞圖譜，并建立細(xì)胞譜系。

在*項(xiàng)研究中，懷特黑德生物醫(yī)學(xué)研究所和麻省理工學(xué)院的研究人員報(bào)告稱，他們基本上能夠確定地中海渦蟲的每種細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組。他們測(cè)序了50,000多個(gè)單細(xì)胞，并確定了至少44個(gè)不同的細(xì)胞群，以及150多個(gè)亞群。在第二項(xiàng)研究中，德國(guó)Max Delbrück分子醫(yī)學(xué)中心的研究人員也繪制了地中海渦蟲的細(xì)胞類型圖譜以及譜系樹。他們測(cè)序了20,000多個(gè)單細(xì)胞，鑒定出至少51個(gè)細(xì)胞群和23個(gè)獨(dú)立的細(xì)胞譜系。

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