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从癌症到发育,从衰老到免疫,单细胞研究显神威


来源:    作者:    时间:2018/5/3 10:03:08
导读

斯坦福大学医学院的研究人员发现衰老的新奥秘:相比于年轻人,老年人的免疫细胞携带更多的染色质修饰。而且这些修饰差异主要来源于环境。

理解任何多细胞生命系统的前提是理解“细胞”,今天单细胞研究已经不再只是纸上谈兵了,全球已经有许多实验室展开了单细胞研究,近期Science,Cell就接连公布了这方面的成果。

免疫细胞是如何衰老的?


斯坦福大学医学院的研究人员发现衰老的新奥秘:相比于年轻人,老年人的免疫细胞携带更多的染色质修饰。而且这些修饰差异主要来源于环境。


这有助于解释为什么老年人的免疫系统会衰退,为什么不同人的免疫系统以不同的速率老化,为什么环境在产生这些与年龄相关的差异方面比遗传更重要?


这一研究成果公布在4月26日的Cell杂志上。研究人员通过一种快速,准确的新方法,一个个的分析单细胞,总共分析了上亿个细胞,发现老年人的免疫细胞比年轻人的免疫细胞指令更加模糊不清楚。


具体来说研究人员利用质谱流式细胞技术:EpiTOF 从单细胞水平分析了免疫细胞的染色质修饰情况。他们分析了22种不同免疫细胞内40种不同类型的表观遗传标记,共积累了约217亿个数据点,并进行了专门的数据解析。



作者表示,“免疫系统在各种疾病中发挥着重要作用。然而目前我们过分关注遗传学,忽略了人类免疫学和环境影响的影响。”


深度解析三阴乳腺癌

美国MD安德森癌症中心联合瑞典卡罗林斯卡学院的研究人员利用单细胞测序对三阴乳腺癌展开分析,表明耐药性是来源于现有的带有基因突变的克隆。


研究人员利用单细胞DNA和RNA测序,以及大量细胞的外显子组测序,分析了20名治疗过程中的三阴乳腺癌患者。Illumina深度外显子组测序发现10名患者的肿瘤消退,而另10名患者仍有肿瘤细胞存在。之后,他们对其中的8名开展了单细胞分析。


他们使用BD的FACSAria II流式细胞仪来分选单个细胞,并利用混合文库和Illumina的新一代测序技术来分析。他们通过DNA测序分析了900个单细胞,通过RNA测序分析了6,862个细胞,发现化疗中出现的拷贝数畸变是预先存在且适应性选择的,而表达谱是通过转录重编程获得的。

具体见:《Cell》:单细胞测序深度解析三阴乳腺癌


神奇的生命起源

这一系列三篇文章分别利用单细胞技术研究了心脏、神经和血细胞的发育过程,绘制了两种模式动物:非洲爪蟾和斑马鱼从受精卵到完整胚胎的基因表达图谱。


采用的技术分别有转座子的条形码方法:TracerSeq,单细胞测序技术inDrop。

具体见:三篇《Science》解读生命诞生奇迹:为什么一个受精卵能创造整个身体



真涡虫的单细胞转录组图谱

两个研究小组利用Drop-seq技术来绘制整个复杂动物的细胞图谱,并建立细胞谱系。


在第一项研究中,怀特黑德生物医学研究所和麻省理工学院的研究人员报告称,他们基本上能够确定地中海涡虫的每种细胞的转录组。他们测序了50,000多个单细胞,并确定了至少44个不同的细胞群,以及150多个亚群。在第二项研究中,德国Max Delbrück分子医学中心的研究人员也绘制了地中海涡虫的细胞类型图谱以及谱系树。他们测序了20,000多个单细胞,鉴定出至少51个细胞群和23个独立的细胞谱系。



(转化医学网)