【綜述】盤點單細胞測序研究——續篇

2020-12-02 騰訊網

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作者：竹子

導言：單細胞測序技術自 2009 年問世，2013 年被 Nature Methods 評為年度技術以來，越來越多地被應用在基礎科研和臨床研究等方面。

單細胞測序在腫瘤、發育生物學、免疫學、神經科學、大規模細胞圖譜構建、細胞亞群細化&稀有細胞類型鑑定等領域有重要應用，是目前研究的焦點。

腫瘤

2019.10.7

研究小組使用類器官技術和單細胞RNA測序研究膀胱癌

西班牙國家癌症研究中心（CNIO）的帕科·雷爾（Paco Real）領導的上皮癌變研究小組的科學家已經使用創新的類器官技術來實現小鼠尿路上皮細胞穩定，長期培養。隨後，他們通過對單個細胞的RNA進行測序來表徵類器官，並鑑定出少量的幹細胞（增殖細胞），這些細胞產生了類器官，目前尚無法研究。這將開創泌尿系統疾病研究的新紀元。該研究發表在《自然通訊》雜誌上。

2018.11.30

研究人員使用優化的單細胞多組學測序來更好地了解結腸癌腫瘤的異質性

與中國多個機構有聯繫的一組研究人員發現，使用優化的單細胞多組學測序可以更好地揭示結腸癌腫瘤的異質性。該小組在《科學》雜誌上發表的論文中描述了他們了解結直腸癌進展的獨特方法。

研究人員指出，大多數大腸癌進展的遺傳研究都涉及基因表達。他們建議需要更多的研究來了解結直腸腫瘤如何轉移。為此，他們開發了一種測序方法，可同時分析單個細胞中的拷貝數變異，甲基化和基因表達-該方法將單細胞測序數據與來自染色體構象，表觀遺傳數據和腫瘤細胞其他特徵的信息結合在一起。

DOI：10.1126 / science.aao3791

2018.11.28

單細胞測序揭示了為什麼癌症會在特定細胞類型中形成

一項稱為單細胞RNA測序的革命性新技術使研究人員能夠研究單個細胞中的基因表達，從而消除了汙染的細胞樣品和取平均值的問題。伊利諾伊大學芝加哥分校的研究人員組裝了一個Drop-seq儀器，以分離發育中的果蠅的眼睛細胞，實驗室將其用作模型系統。然後，他們能夠研究眼睛中成千上萬個不同細胞中RB基因突變引起的基因表達變化，而不是具有正常RB基因拷貝的細胞中的基因表達。他們的結果發表在《自然通訊》上。這是一項真正的革命性技術，有望為癌症的起源以及某些癌症為何起源於某些細胞類型而非其他癌症提供新的認識。

2018.11.28

單細胞測序揭示了為什麼特定細胞類型會形成癌症

一項稱為單細胞RNA測序的革命性新技術使研究人員能夠研究單個細胞中的基因表達，從而消除了汙染的細胞樣品和取平均值的問題。Frolov的實驗室採用了一種稱為Drop-seq的技術，該技術可使研究人員分離單細胞並對其進行基因測序。Drop-seq可以同時對數千個單個細胞進行測序。他們的結果發表在《自然通訊》上。

2017.3.30

單細胞RNA測序揭示兩種主要類型腦腫瘤的詳細組成

對兩種腦腫瘤亞型的詳細分析顯示，它們可能起源於相同類型的神經祖細胞，並通過基因突變模式和其微環境的組成加以區分。由麻省總醫院（MGH）和麻省理工學院和哈佛大學博德研究所的研究人員領導的一項研究結果將於3月31日出版的《科學》雜誌上發表。

DOI：10.1126 / science.aai8478

發育生物學

2020.5.13

深入了解腸道激素

幹細胞與發育生物學研究所的研究人員對腸道中產生人類激素的細胞進行了深入的描述。結果發表在科學雜誌《細胞》上在5月13日。研究人員開發了一個廣泛的工具箱，可以研究實驗室中生長的稱為類器官的小腸內人類激素產生細胞。這些發現為治療2型糖尿病和肥胖症等疾病提供了潛在的新途徑。研究人員首次使用稱為單細胞測序的技術描述了在不同類型的人類腸內分泌細胞中有活性的所有基因。基於這些數據，他們創建了迄今為止對人類腸內分泌細胞不同亞型最深刻見解的地圖集。該圖集揭示了對腸內分泌細胞功能至關重要的基因的活性。

DOI：10.1016 / j.cell.2020.04.036

2019.8.22

研究人員使用單細胞測序來更好地了解人類胚胎植入

中國多個機構的一組研究人員使用單細胞測序技術來了解子宮植入過程中有關人類胚胎的更多信息。該小組在《自然》雜誌上發表的論文中描述了從植入前，植入中和植入後對數千個人類胚胎細胞進行測序的過程，以及他們從中學到的知識。

神經科學

2018.6.29

使用新的單細胞測序技術揭示複雜的大腦迴路

希望之城的子公司轉化基因組學研究所的研究人員與矽谷的一家名為Circuit Therapeutics Inc.的初創公司結合在一起，在大腦內部深深地觀察了一種稱為紋狀體的結構，該結構負責控制人的運動方式，但也有助於大腦的決策和動作的啟動。通過使用單細胞RNA測序，該小組重新定義了對MSN細胞工作方式的先前了解，並將其添加到先前使用較舊技術通過研究大量紋狀體組織分析基因表達而發現的MSN標記基因列表中。該研究發表在《細胞神經科學前沿》雜誌中。

DOI：10.3389 / fncel.2018.00159

免疫學

2017.3.30

研究人員使用單細胞測序來了解細胞如何老化

歐洲生物信息學研究所（EMBL-EBI），劍橋大學，惠康信託基金會桑格研究所和英國癌症研究中心英國劍橋研究所（CRUK-CI）的研究人員闡明了關於免疫系統為什麼會隨著年齡增長而減弱的長期爭論。他們的發現發表在《科學》（Science）雜誌上，表明與較年輕的免疫細胞相比，較老的組織中的免疫細胞缺乏協調性，並且基因表達的變異性更大。跨學科研究為更深入探索不同類型細胞衰老的機制鋪平了道路。它還說明了單細胞測序的潛力，可以使人們對細胞的發育和活性有更深入的了解。

DOI: 10.1126/science.aah4115

2016.3.7

免疫學符合單細胞測序

惠康基因組園區單細胞基因組學中心的研究可能會改變我們看待基因表達和免疫反應的方式。新方法TraCeR 在《自然方法》上發表，為研究免疫應答、疫苗接種、癌症和自身免疫性提供了強大的工具。

DOI：10.1038 / nmeth.3800

2016.2.15

通過單細胞RNA測序發現了ILC免疫細胞的新亞組

在發表於「 自然免疫學 」雜誌上的一項新研究中，對相對新發現的一組稱為ILC的免疫細胞進行了詳細的研究。通過分析單個扁桃體細胞中的基因表達，瑞典Karolinska研究所的科學家發現了三個以前未知的ILC亞組，並揭示了這些細胞如何在人體中發揮作用。

DOI：10.1038 / ni.3368

大規模細胞圖譜構建

2016.11.10

單細胞測序對正在發育的小鼠心臟進行普查

哈佛大學醫學院領導的研究人員從小鼠胚胎發育的七個不同階段對心臟細胞進行了採樣。他們使用最新的單細胞RNA測序技術，將細胞分為三個已知類別：心肌細胞或心肌細胞；形成血管的內皮細胞；和成纖維細胞將一切結合在一起-並觀察其遺傳活性隨時間變化。該結果發表在《發育細胞》上，有助於闡明每個時間段心臟各部分中存在哪些細胞類型，並揭示先前未知的細胞類型。研究人員還描述了具有導致人類先天性心臟缺陷的基因突變的小鼠中特定細胞類型的錯誤。

DOI：10.1016 / j.devcel.2016.10.001

細胞亞型細化

2018.7.18

單細胞RNA測序產生新的視網膜神經節細胞亞型

康乃狄克大學健康中心（UConn Health）和傑克遜實驗室（JAX）的研究人員已經鑑定出40種亞型的視網膜神經節細胞（RGC）以及區分它們的遺傳標記和轉錄因子。他們的研究發表在《自然通訊》上，為生物學中的一個大問題提供了新的精確度：什麼構成細胞類型或亞型？

相關焦點

  • 【盤點】單細胞測序研究進展一覽
    而應用而生的就是單細胞測序技術，該技術是指DNA研究中涉及測序單細胞微生物相對簡單的基因組，更大更複雜的人類細胞基因組。而隨著測序成本的大幅度下降，破譯來自單細胞的30億鹼基的基因組並對逐個細胞進行序列比較已經開始變為現實。單細胞測序技術可謂是科技發展史上的一大創舉。
  • 著名科學家發表Nature綜述:單細胞測序現狀
    單細胞基因組學領域近年來發展得非常迅速，為人們揭示了複雜生物學體系的許多重要線索，包括微生物群落的生態多樣性和人類癌症的基因組。一月二十五日Nature Reviews Genetics雜誌發表的一篇重要綜述，全面介紹了單細胞基因組測序的發展現狀。文章的通訊作者是著名科學家、史丹福大學生物工程系主任Stephen R. Quake。
  • 單細胞RNA測序技術的研究進展
    單細胞RNA測序已成為解剖細胞異質性並將組織分解成細胞類型和/或細胞狀態的必不可少的工具，這為從頭發現提供了巨大的潛力。單細胞轉錄組圖譜提供了前所未有的解析度，可揭示複雜的細胞事件並加深我們對生物系統的了解。在本綜述中，簡要簡紹了單細胞RNA測序技術及相關應用。我們預計單細胞RNA測序在生物學中的作用將日益增強，在提供空間信息和與細胞形態的方面將進一步提高。將來，能夠更好地應用於科研領域。
  • 2018單細胞測序應用領域突破性成果盤點
    2018年單細胞測序技術的研究成果涉及到腫瘤微環境、免疫治療，動植物胚胎發育，心血管疾病的發生發展機制等眾多領域，單細胞檢測新技術也是層出不窮，博奧晶典日前對該領域的突破與變革進行了盤點。　　單細胞測序之腫瘤微環境　　1.
  • Nat.Rev.Genet最新綜述丨萬字長文闡釋單細胞測序如何研究腫瘤進化
    今天，就讓我們通過本篇綜述，深入了解如何利用單細胞測序這一新技術從遺傳性和非遺傳性兩個角度審視腫瘤進化。癌症自身進化過程本身就是一個惡性腫瘤細胞群體本身不斷「生長」不斷增加的一個過程，導致其基因組信息越來越多樣化，最終引起癌症不斷復發，並對各種藥物產生耐藥性。
  • 綜述| 基於二代測序對癌症基因組異質性的研究推動癌症的精準治療
    耶魯大學遺傳系張嘉玲博士（Jialing Zhang）和南方醫科大學教授、耶魯大學顧問潘星華博士（Xinghua Pan）等在PCM第一期發表綜述：基於二代測序對癌症基因組異質性的研究推動癌症的精準治療（Characterization of cancer genomic heterogeneity by next-generation
  • 單細胞測序技術原理
    自此，單細胞測序技術被廣泛應用於基礎科研和臨床研究。單細胞在許多領域都佔有一席之地，對於癌症早期的診斷、追蹤以及個體化治療具有重要意義。 一.基本原理 單細胞測序首先不是僅僅對一個細胞進行測序，而是說該項技術能對單一細胞的基因組或轉錄組進行測序，可以理解為單細胞水平上的測序。 在介紹基本原理之前先讓我們嘗試著回答一下：為什麼要進行單細胞測序？
  • 13種單細胞測序方法的比較研究
    13種單細胞測序方法的比較研究 作者：小柯機器人 發布時間：2020/4/9 19:19:50 近日，西班牙巴塞隆納科技學院Holger Heyn等研究人員對用於細胞圖譜計劃的單細胞RNA測序實驗方案進行基準測試。
  • 單細胞RNA測序簡介
    一、單細胞RNA測序的來源從早期的科學研究開始，我們就知道，體內的每一個細胞都有完全相同的遺傳信息。因此，體內細胞的多樣性來自於基因表達，每個細胞必須表達一組基因，並抑制另一組基因以使其正常工作。但是我們很難精確定位哪個基因(或一組基因)對每個細胞至關重要。
  • 單細胞基因測序市場分析
    二、單細胞基因測序的基本流程：單細胞分離--基因組擴增--測序和分析　　單細胞測序，簡單地說，主要經過如下的步驟：單細胞的分離--DNA/RNA的提取和擴增(全基因組擴增和全轉錄組擴增)---測序以及後續的分析和應用。
  • 《陳巍學基因》筆記⑩單細胞DNA測序
    而單細胞測序要求幾乎所有的原始基因組片段都得到有效擴增，「上述程度的浪費是難以接受的。」擴增效率以早期的 HiSeq 測序儀為例，大約每上機 2 萬個文庫分子，才會有 1 個文庫分子，能夠在測序的 Flowcell 表面生成簇，並且被測序測到。剩下的大多數文庫分子，在上機的時候是被水衝走的。所以，單細胞基因組擴增的方法，還要有較高的擴增效率。
  • 珍藏版綜述 | 以HIV為例的單細胞分析,將為病毒研究與治療開創新的...
    2020年10月，瑞士科學家Ludivine Brandt等人在Annual Reviews發表了名為Single-Cell Analysis Reveals Heterogeneity of Virus Infection , Pathogenicity , and Host Responses : HIV as a Pioneering Example的綜述
  • 什麼是高通量單細胞RNA測序技術?
    該五篇文章幾乎都是同時發表，表明該領域的競爭激烈，同時也說明了單細胞測序技術在植物研究應用中已經成熟，期待未來更多的植物組織細胞的測序，為解決植物如何從胚發育成全株提供更多的信息！ 什麼是高通量單細胞RNA測序技術？
  • 單細胞全基因組測序——求同存異,追本溯源
    單細胞全基因組測序是在單細胞水平對全基因組進行擴增與測序的一項新技術，它對單個細胞異質性的研究不僅在表觀遺傳學、植物學、微生物學等理論研究中發揮重要作用，在癌症腫瘤疾病診斷治療、胚胎植入前遺傳診斷篩查等臨床應用中也有非常重要的意義。
  • 華大基因單細胞測序新方法為癌症研究開闢新路
    2011年，來自冷泉港實驗室的研究人員運用一種單細胞測序，通過基於拷貝數變異(CNV)的數據結果分析了乳腺癌的癌細胞種群結構，指出腫瘤的進化可能是間斷性的(Navinetal.,2011,Nature)，挑戰了傳統的腫瘤漸進式演化模型。這一發現成為了癌症研究中的一次重大突破，但是此方法的局限是不能從單個核苷酸水平了解單個癌細胞的遺傳特性。
  • 單細胞測序的未來——Nature Methods綜述助您明晰發展方向(上)
    文章題目：Single-cell multimodal omics: the power of many期刊：Nature Methods影響因子：28.5摘要：近期單細胞測序技術的發展為研究多細胞有機體中的基因調控程序帶來了前所未有的分辨力與通量。在深入解析生物系統運行機制的道路上，單細胞多組學工具的開發是未來主要的發展方向。
  • 單細胞核測序時代是你的時代嗎
    運用單細胞技術到課題中，可以幫助重新審視研究對象，深入了解細胞生長發育過程中的表達調控機制。單細胞我該拿你怎麼辦？很多老師想要研究某些特殊樣本，例如心肌細胞和神經元；也有很多老師手上有頗為珍貴的臨床凍存樣本，但是受限於單細胞測序對於樣本的嚴格要求——細胞數量要求大於105個、活細胞數在90%以上、細胞直徑小於40μm等，只能望「單」而嘆！
  • Ferrandon教授課題組關於黑腹果蠅血液單細胞測序研究的述評
    鑑於方興未艾的單細胞測序在細胞分類中的重要作用，在果蠅領域，哈佛大學醫學院Tattikota SG等對果蠅血液中的細胞進行了單細胞測序
  • 單細胞測序技術「遍地開花」 精準醫療「如虎添翼」!
    2015年以來，10X Genomics、Drop-seq、Micro-well、Split-seq等技術的出現，徹底降低了單細胞測序的成本門檻。自此，單細胞測序技術被廣泛應用於基礎科研和臨床研究。單細胞測序是從單個細胞水平對基因組和轉錄組進行的研究。通過全基因組或轉錄組擴增，進行高通量測序，能夠揭示單個細胞的基因結構和基因表達狀態，反映細胞間的異質性。
  • 貝瑞基因攜手新格元打造多元化單細胞測序生態圈
    近日，貝瑞基因與新格元生物科技有限公司開展戰略合作，雙方將利用優質高效的自動化單細胞測序平臺，進一步拓展單細胞測序技術的應用場景，共同促進單細胞測序技術的發展，全力支持用戶在該領域開展多維度、深層次的前沿研究。