时空月速览 |247篇文章，追踪发育/再生/演化/疾病前沿研究（2023年1月）

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时空月速览

单细胞+时空组

2023.01

近年来，单细胞和空间组学技术快速发展，多年被Nature Methods评为年度技术，且在生命科学领域得到广泛应用。为了帮助大家更高效、更快速地了解单细胞空间组技术研究和应用的科研前沿，华大时空联合国家基因库生命大数据平台（CNGBdb）联合推出《时空月速览》专栏，每月分享单细胞空间组学技术及其在生命科学领域的研究进展，遴选重要研究成果并解读分享。

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Tracking

文献追踪

针对单细胞、空间组学在生命科学领域的应用，我们通过检索PubMed数据库，共追踪到2023年1月1日-31日期间发表的247文章（包括article、review等；IF≥5），按研究领域分类梳理，详见下表：

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2023.01 ▷▷▷

Introduction

文献导读

按影响因子排名和参考广谱性遴选了30篇进行概要解读，供大家参考了解。

综述

01 心脏选择性剪接为心脏疾病诊疗的靶点

Cardiac splicing as a diagnostic and therapeutic target. 2023-01-18; Nature Reviews. Cardiology; IF: 49.412; DOI: 10.1038/s41569-022-00828-0

内容概要：讨论了选择性剪接在心脏中如何被调节，以及它在心脏发育、生理适应和病理重塑方面有何不同，分析了技术进步如何促进了心脏亚型表达的分析和心脏剪接调节因子的识别，并探讨了如何拼接数据的获取和解释有利于心血管医学转向心脏病的个性化诊断和治疗，改善临床决策。

02 多参数单细胞蛋白质组学技术为卵巢肿瘤生物学提供新见解

Multiparameter single-cell proteomic technologies give new insights into the biology of ovarian tumors. 2023-01-12; Seminars in Immunopathology; IF: 11.759; DOI: 10.1007/s00281-022-00979-9

内容概要：概述了多参数单细胞蛋白质组学技术的最新研究进展，它能够阐明细胞对卡铂（carboplatin）的自主反应和高级别浆液性卵巢癌免疫肿瘤微环境之间的功能相互作用，并探讨了这类技术的发展方向及面临的挑战。

时空/单细胞技术

03 用于分析组织中病毒载体向性的空间转录组学

Spatial transcriptomics for profiling the tropism of viral vectors in tissues. 2023-01-26; Nature Biotechnology; IF: 68.164; DOI: 10.1038/s41587-022-01648-w

内容概要：开发了一种高度灵敏的空间转录组方法——超灵敏顺序荧光原位杂交（USeqFISH），该方法通过整合基于水凝胶的组织透明化、增强的信号放大和使用顺序标记的多路复用，实现对完整组织体积中内源性和病毒RNA的空间转录组分析。利用USeqFISH，揭示了腺相关病毒载体（adeno-associated viral vectors，AAV）变体在小鼠大脑区域中的不同细胞亚型偏差，包括AAV-PHP.N对兴奋性神经元的偏差，也展示了USeqFISH在非人类灵长类动物中原位AAVs分析和多模态单细胞分析的潜在应用。

生信工具

04 通过集体最优传输筛选空间转录组学中的细胞-细胞通讯

Screening cell-cell communication in spatial transcriptomics via collective optimal transport. 2023-01-23; Nature Methods; IF: 47.990; DOI: 10.1038/s41592-022-01728-4

内容概要：提出了COMMOT（COMMunication analysis by Optimal Transport），该方法可用于推断空间转录组学中的细胞间通讯（cell-cell communication，CCC），解释不同配体和受体种类之间的竞争及细胞之间的空间距离。将COMMOT应用于模拟数据和使用五种不同技术获取的八个空间数据集，证实了其在空间CCC方面的有效性和鲁棒性。

05 使用共有、不同特征的稳健单细胞匹配和多模态分析

Robust single-cell matching and multimodal analysis using shared and distinct features. 2023-01-09; Nature Methods; IF: 47.990; DOI: 10.1038/s41592-022-01709-7

内容概要：介绍了一种细胞匹配算法：MARIO（matching with partial overlap；https://github.com/shuxiaoc/mario-py），它考虑了数据集之间共有和不同的特征，同时包括重要的浮动步骤，以避免次优匹配。通过MARIO将多重免疫荧光肺解剖数据集中的巨噬细胞与CITE-seq支气管肺泡灌洗液巨噬细胞进行匹配，揭示了COVID-19患者肺微环境中独特的免疫反应。

06 通过PRECAST评估整合空间转录组数据的概率嵌入、聚类和对齐

Probabilistic embedding, clustering, and alignment for integrating spatial transcriptomics data with PRECAST. 2023-01-18; Nature Communications; IF: 17.694; DOI: 10.1038/s41467-023-35947-w

内容概要：提出一个统一的、有原则的概率模型PRECAST，来同时评估细胞/结构域类型之间的生物效应的低维嵌入，执行空间聚类，对齐来自多个组织载玻片的归一化基因表达矩阵的嵌入。使用模拟和4个真实数据集，展示了PRECAST改进的单元/域检测和出色的可视化，且其估计的对齐嵌入和单元/域标签有助于许多下游分析。

07 DIST: 利用深度学习增强空间转录组学

DIST: spatial transcriptomics enhancement using deep learning. 2023-01-18; Briefings in Bioinformatics; IF: 13.994; DOI: 10.1093/bib/bbad013

内容概要：开发了一种基于深度学习的方法DIST，它将基因表达谱归入到未测量的位置，并通过自我监督学习和转移学习来增强原始测量点和估算点的基因表达。通过应用于来自STARmap、Stereo-seq的模拟数据集和ST、Visium平台获得的真实数据集，证实了DIST较传统的插值方法能更准确地推断基因表达，同时提高低质量数据的基因表达。

生长发育

08 单细胞分辨率下小鼠大脑衰老的分子和空间特征

Molecular and spatial signatures of mouse brain aging at single-cell resolution. 2022-12-28; Cell; IF: 66.850; DOI: 10.1016/j.cell.2022.12.010

内容概要：使用一种结合单细胞转录组成像、多重容错荧光原位杂交（MERFISH）和snRNA-seq的实验方法，对小鼠大脑衰老过程中细胞分子特征和空间组织的变化进行了系统描述，揭示了细胞状态的空间依赖性和细胞类型特异性变化部分与全身性炎症刺激有关。

09 不同发育阶段中人类胎儿胰腺的单细胞转录组和空间景观

Single-cell transcriptomic and spatial landscapes of the developing human pancreas. 2022-12-12; Cell Metabolism; IF: 31.373; DOI: 10.1016/j.cmet.2022.11.009

内容概要：通过对受孕后8~20周多个发育阶段的人类胎儿胰腺进行单细胞和空间转录组学分析整合，确定了调节祖细胞分化的新候选基因，并首次确定Schwann细胞和间充质细胞在人类内分泌祖细胞和腺泡细胞分化中的潜在重要性。

10 揭示人类胚胎肺细胞异质性发育起源的地形图谱

A topographic atlas defines developmental origins of cell heterogeneity in the human embryonic lung. 2023-01-16; Nature Cell Biology; IF: 28.213; DOI: 10.1038/s41556-022-01064-x

内容概要：结合scRNA-seq的基因表达谱和完整组织切片上的空间分辨转录组学，构建了一个全面的人类肺早期发育的地形图谱，确定了83种肺细胞状态，并推断出了导致肺细胞显著异质性的发育轨迹，反映了肺的结构和功能的复杂性。

11 小鼠胚胎发育过程中物理相互作用细胞揭示邻居特异性基因的表达

Neighbor-specific gene expression revealed from physically interacting cells during mouse embryonic development. 2023-01-03; Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America; IF: 12.779; DOI: 10.1073/pnas.2205371120

内容概要：通过对物理相互作用的细胞进行RNA测序（PIC-seq） ，并将它们与来自胚胎期（E7.5、E9.5）发育小鼠胚胎的类似单细胞转录组进行评估，确定了依赖于特定邻近细胞类型存在的基因表达特征。此外，开发了一种创新的计算方法（spatial-tSNE）来研究接触特异性基因调控的胚胎发生。

生命演化

12 顶端复合体及其近亲质体蛋白质组的重建揭示隐性质体的主要进化结果

Reconstruction of plastid proteomes of apicomplexans and close relatives reveals the major evolutionary outcomes of cryptic plastids. 2023-01-05; Molecular Biology and Evolution; IF: 8.800; DOI: 10.1093/molbev/msad002

内容概要：从未被充分研究的gregarine谱系中生成5个新的单细胞转录组，构建一个包含所有可用的Apicomplexa、Chrompodellids和Squirmida（ACS进化枝）测序数据集的稳健系统发育树，并使用这些数据集详细检查了最近通过弓形虫空间蛋白质组学显示在顶端体中的所有162种蛋白质的进化分布，证实了一旦光合作用丧失，整个代谢通路就会趋同，但也揭示了特定谱系中质体减少程度的差异。

疾病研究（恶性肿瘤）

13 结直肠癌中状态转换和免疫相互作用的多重三维图谱

Multiplexed 3D atlas of state transitions and immune interaction in colorectal cancer. 2023-01-19; Cell; IF: 66.850; DOI: 10.1016/j.cell.2022.12.028

内容概要：使用高度多重复用的组织成像、3D重建、空间统计和机器学习，描述了人类结直肠癌样本中混合和分级的形态学、分子特征，突出了大规模的癌症特征的结构特征，以及三级淋巴细胞组成和结构模式的变化。

14 靶向小胶质细胞代谢与免疫检查点阻断疗法协同治疗胶质母细胞瘤

Targeting microglial metabolic rewiring synergizes with immune checkpoint blockade therapy for glioblastoma. 2023-01-17; Cancer Discovery; IF: 38.272; DOI: 10.1158/2159-8290.CD-22-0455

内容概要：利用基于单细胞测序的综合策略来研究胶质母细胞瘤（glioblastoma，GBM）的免疫景观，揭示了氧化应激是GBM中小胶质细胞的一个特殊状态，通过NR4A2-SQLE通路使小胶质细胞趋于免疫抑制型且抗原呈递能力下降，使CD8+T数量减少，抗肿瘤能力降低，促进GBM的进展。同时，GBM中小胶质细胞代谢重编程提示免疫检查点阻断治疗在这种免疫冷性脑肿瘤中的协同脆弱性。

15 在HCC微环境中识别决定免疫治疗疗效的肿瘤免疫屏障

Identification of a tumour immune barrier in the HCC microenvironment that determines the efficacy of immunotherapy. 2023-01-25; Journal of Hepatology; IF: 30.083; DOI: 10.1016/j.jhep.2023.01.011

内容概要：将空间转录组、scRNA-seq分析与抗PD-1治疗的肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）患者的多重免疫荧光相结合，发现由肿瘤微环境中SPP1+巨噬细胞和癌症相关成纤维细胞相互作用形成的肿瘤免疫屏障（tumour immune barrier，TIB）与免疫治疗疗效有关，通过阻断SPP1破坏TIB结构可提高免疫检查点封锁治疗HCC的疗效。

16 单细胞分析揭示与肺癌分子和免疫亚型相关的预后成纤维细胞亚群

Single-cell analysis reveals prognostic fibroblast subpopulations linked to molecular and immunological subtypes of lung cancer. 2023-01-31; Nature Communications; IF: 17.694; DOI: 10.1038/s41467-023-35832-6

内容概要：采用scRNA-seq、多重免疫组织化学和数字细胞计数（CIBERSORTx）鉴定并表征了人类非小细胞肺癌中的3个主要成纤维细胞亚群：外膜成纤维细胞细胞、肺泡成纤维细胞细胞和肌成纤维细胞，发现肌成纤维细胞和肺泡成纤维细胞与不同的分子和免疫肺腺癌（lung adenocarcinomas，LUAD）亚型相关，它们对预后的相反作用可以准确识别高危患者，这有助于患者的分层，并完善肺癌成纤维细胞靶向治疗的策略。

17 人类乳腺癌中T细胞耗竭相关免疫环境的综合单细胞图谱

A comprehensive single-cell map of T cell exhaustion-associated immune environments in human breast cancer. 2023-01-06; Nature Communications; IF: 17.694; DOI: 10.1038/s41467-022-35238-w

内容概要：使用scRNA-seq结合成像质谱流式细胞术，系统地研究有和没有T细胞耗竭迹象的人类乳腺肿瘤的免疫微环境，揭示了管腔乳腺癌中有和没有耗竭T细胞迹象的免疫微环境之间的根本差异，并表明PD-1和CXCL13在T细胞上的表达，以及在肿瘤细胞上的MHC-I（不是PD-L1）的表达是这些环境之间的强区别特征，PD-1、CXCL13和MHC-I可作为患者分层的新生物标志物组合。

18单核吞噬细胞的高分辨率分析揭示GPNMB是人结直肠癌肝转移的预后标志物

High-resolution analysis of mononuclear phagocytes reveals GPNMB as a prognostic marker in human colorectal liver metastasis. 2023-01-18; Cancer Immunology Research; IF: 12.020; DOI: 10.1158/2326-6066.CIR-22-0462

内容概要：通过对来自浸润性结直肠肝转移患者（colorectal liver metastasis，CLM）的单核吞噬细胞进行多参数数字病理和单细胞分析，识别出两种与具有相反临床相关性的不同人群相关的特异性巨噬细胞标记物：糖蛋白非转移性黑色素瘤蛋白B（GPNMB）和SERPINB2，并进一步证实GPNMB是CLM的阴性预后标志物，也是巨噬细胞群体前肿瘤功能的潜在参与者。

19 空间和单细胞转录组学破译结直肠癌中含有HLA-G+癌细胞和SPP1+巨噬细胞的细胞环境

Spatial and single-cell transcriptomics decipher the cellular environment containing HLA-G+ cancer cells and SPP1+ macrophages in colorectal cancer. 2023-01-17; Cell Reports; IF: 9.995; DOI: 10.1016/j.celrep.2022.111929

内容概要：通过将来自结直肠癌（colorectal cancer，CRC）患者的空间转录组学和公共单细胞转录组图谱相结合，识别了癌症微环境中共定位细胞之间的恶性串扰，发现定位于侵袭前沿的CRC细胞诱导人白细胞抗原G（human leukocyte antigen G，HLA-G）产生磷酸化蛋白1+（SPP1+）巨噬细胞，同时赋予CRC细胞抗肿瘤免疫、增殖和侵袭特性。

疾病研究（非癌疾病）

20 流感疫苗接种反应揭示既往轻度COVID-19的性别二态性印记

Influenza vaccination reveals sex dimorphic imprints of prior mild COVID-19. 2023-01-04; Nature; IF: 69.504; DOI: 10.1038/s41586-022-05670-5

内容概要：使用系统免疫学方法，包括纵向多模式单细胞分析[表面蛋白、转录组和V（D）J序列），比较评估33名轻度、非住院COVID-19康复后的健康个体（平均：诊断后151 d]和40名年龄、性别匹配的从未感染过COVID-19的对照者的基线免疫状态和对流感疫苗接种的反应，揭示了既往轻度COVID-19的性别二态性影响，并表明人类的病毒感染可以建立新的设定点，并以与抗原无关的方式影响未来免疫反应。

21 人内胚层干细胞通过胱抑素SN介导的干扰素信号抑制来逆转炎症相关的急性肝衰竭

Human endoderm stem cells reverse inflammation-related acute liver failure through cystatin SN-mediated inhibition of interferon signaling. 2023-01-20; Cell Research; IF: 46.297; DOI: 10.1038/s41422-022-00760-5

内容概要：使用啮齿动物（大鼠、小鼠）和猪的急性肝功能衰竭（acute liver failure，ALF）模型来评估人类内胚层干细胞（human endoderm stem cells，hEnSCs）的治疗效果，证明了当这些细胞被移植到肝脏时，能够有效地逆转肝损伤，并显著提高动物的存活率，揭示hEnSCs是一种新的、有效的ALF干细胞疗法。

22 回肠和结肠的单细胞转录组分析揭示克罗恩病免疫失调的情况

The landscape of immune dysregulation in Crohn's disease revealed through single-cell transcriptomic profiling in the ileum and colon. 2023-01-24; Immunity; IF: 43.474; DOI: 10.1016/j.immuni.2023.01.002

内容概要：通过分析来自71个不同炎症状态的供体回肠末端和结肠的720,633个细胞，生成了回肠和结肠的单细胞转录组图谱，定义了乳糜泻独特的上皮、基质和免疫特征，并揭示了疾病相关成纤维细胞中胶原蛋白产生的新调节因子。

23 子宫内膜异位症的单细胞转录组分析

Single-cell transcriptomic analysis of endometriosis. 2023-01-09; Nature Genetics; IF: 41.307; DOI: 10.1038/s41588-022-01254-1

内容概要：通过分析来自21名患者的超过40万个单个细胞，生成了一个子宫内膜异位症的细胞图谱，并对在子宫内膜异位症发病机制中发挥积极作用的上皮成分、微环境基质细胞和免疫细胞进行了分类，为子宫内膜异位症研究及子宫内膜异位症相关卵巢癌的研究提供了有价值资源。

24 scRNA-seq和空间转录组学揭示肥厚型心肌病的谱系特异性调控变化

Lineage-specific regulatory changes in hypertrophic cardiomyopathy unraveled by single-nucleus RNA-seq and spatial transcriptomics. 2023-01-17; Cell Discovery; IF: 30.079; DOI: 10.1038/s41421-022-00490-3

内容概要：对来自肥厚型心肌病（hypertrophic cardiomyopathy，HCM）患者或健康供体的心脏组织进行snRNA-seq，并对来自HCM患者的组织切片进行空间转录组分析，探讨了HCM心脏组织中基因表达、亚群组成和细胞间通信的谱系特异性变化，揭示了AEBP1可能在心脏成纤维细胞激活中作为转录抑制因子。

25 单细胞图谱鉴定出ACE+肉芽肿巨噬细胞为沙门氏菌持续感染期间细胞内细菌的非许可生态位

Single-cell profiling identifies ACE+ granuloma macrophages as a nonpermissive niche for intracellular bacteria during persistent Salmonella infection. 2023-01-06; Science Advances; IF: 14.957; DOI: 10.1126/sciadv.add4333

内容概要：应用scRNA-seq研究持续性鼠伤寒沙门氏菌（S. enterica serovar Typhimurium，STm）感染期间小鼠脾脏中巨噬细胞的功能多样性，确定了ACE+巨噬细胞是一种功能独特的表型，其作为细胞内细菌建立持续感染的细胞生态位的能力有限。

26 重度抑郁症脑血流变化及其遗传机制：一项神经影像学和转录组的联合研究

Cerebral blood flow changes and their genetic mechanisms in major depressive disorder: a combined neuroimaging and transcriptome study. 2023-01-05; Psychological Medicine; IF: 10.592; DOI: 10.1017/S0033291722003750

内容概要：对以往文献进行全面的神经影像学荟萃分析，并检查了133例重度抑郁症（major depressive disorder，MDD）患者和133名对照组的独立样本中的脑血流量（cerebral blood flow，CBF）差异，同时，结合Allen人脑图谱进行转录组-神经成像空间关联分析，发现MDD中存在脑灌注再分配，这可能是具有不同功能特征的多种基因之间复杂相互作用的结果。

27 空间分辨转录组学揭示促炎成纤维细胞通过CXCL8和CXCL10参与淋巴细胞募集

Spatially resolved transcriptomics reveals pro-inflammatory fibroblast involved in lymphocyte recruitment through CXCL8 and CXCL10. 2023-01-17; eLife; IF: 8.713; DOI: 10.7554/eLife.81525

内容概要：联合scRNA-seq、空间转录组和高分辨率多重荧光原位杂交技术，表征了健康和口腔慢性炎症疾病中的人类口腔粘膜，鉴定了一种罕见且空间受限的致病性成纤维细胞群，负责在“口袋”（pocket）部位募集中性粒细胞和淋巴细胞，并具有血管生成特性，这为口腔慢性病发病机制的研究提供了全面的参考。

其他研究

28 小肠和结肠组织驻留记忆CD8+T细胞表现出分子异质性和对Eomes的差异依赖性

Small intestine and colon tissue-resident memory CD8+T cells exhibit molecular heterogeneity and differential dependence on Eomes. 2022-12-18; Immunity; IF: 43.474; DOI: 10.1016/j.immuni.2022.12.007

内容概要：通过分析来自小肠和结肠固有层和上皮区室驻留记忆CD8+细胞（resident memory CD8+T，TRM），发现肠道TRM细胞表现出独特的细胞因子和颗粒酶表达模式，以及大量的转录、表观遗传和功能异质性，为肠道TRM细胞形成与维持的异质性和差异需求提供了先前未被重视的见解。

29 通过运输限制实现的完美适应控制着酿酒酵母中的无机磷酸盐反应

Perfect adaptation achieved by transport limitations governs the inorganic phosphate response in S. cerevisiae. 2023-01-06; Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America; IF: 12.779; DOI: 10.1073/pnas.2212151120

内容概要：在良好控制的环境条件下，对单细胞水平上的Pho调控如何受主转录因子Pho4调节的精确机制，以及细胞内无机磷酸盐水平如何受转运体生物物理学控制的精确机制进行了系统分析，提供了对大自然如何使用简单但高度稳健的设计解决方案而不是复杂的网络架构来创建复杂系统的见解。

30 大脑皮层区域的转录和细胞类型图谱显示出超电皮质醇节律对情绪面部刺激的依赖性反应

Transcriptional and cell type profiles of cortical brain regions showing ultradian cortisol rhythm dependent responses to emotional face stimulation. 2023-01-04; Neurobiology of Stress; IF: 7.142; DOI: 10.1016/j.ynstr.2023.100514

内容概要：整合高空间分辨率的人类细胞类型和转录组图谱数据与功能磁共振成像（fMRI）数据，研究了在情绪处理的背景下对超电节律性丧失敏感的大脑区域的转录和细胞类型特征，发现特定的细胞类型（包括特定表达NPY的GABA能神经元细胞类型）和特定的G蛋白信号级联是超电皮质醇节律丧失的大脑效应的基础。