异常细胞信号会引起癌症等其他疾病，并且是常见的治疗的靶点。常可以通过基因的表达来推断某个信号通路的活性。然而，只考虑基因表达对通路的作用往往忽略了翻译后修饰的作用，并且下游信号代表非常特定的实验条件。在这里，作者提出介绍PROGENy，这是一种通过利用大量公开可用的扰动实验，来克服了这两个局限性的方法。与现有方法不同，PROGENy可以（i）恢复已知驱动基因突变的作用，（ii）提供或改善药物的marker，以及（iii）区分致癌和肿瘤抑制途径，以确保患者生存。
诱导肿瘤坏死性凋亡是规避耐药性的有效方法。但是，很少有基于金属的触发器的报道。中山大学巢晖教授、陈禹副教授和华中师范大学王健教授用一系列不同的辅助配体（Ru1-7）开发了含有1,1-（吡嗪-2-基）吡喃并[4,5-e] [1,2,4]三嗪的钌（II）配合物。主要配体与联吡啶和苯基吡啶基配体的组合赋予Ru7优越的核靶向性能。作为一种罕见的双重催化抑制剂，Ru7有效抑制拓扑异构酶（拓扑）I和II的内源性活性，并通过坏死性凋亡杀伤癌细胞。本文阐明了从拓扑抑制到坏死性凋亡的细胞信号通路。Ru7在体内对耐药性癌细胞显示出显著的抗肿瘤活性。Ru7是第一种基于Ru的坏死性凋亡诱导化疗药物。
今天和大家分享的是20年3月发表在cancers (Basel). (IF：6.126)杂志上的一篇文章，“Comparative Molecular Analysis of Cancer Behavior Cultured In Vitro, In Vivo, and Ex Vivo”，本篇研究中作者比较了不同培养环境（In Vitro,In Vivo,Ex Vivo）中4T1(小鼠三阴性乳腺癌细胞)的转录组，确定了In Vitro和In Vivo培养条件的分子谱改变，而离体类瘤（Ex Vivo）表现出与两种方法相关的分子特征。不同的培养条件下几个关键生物学过程（细胞周期进程，ECM重塑，细胞信号传导和EMT进程）也各不相同。最后作者发现类瘤表现出与同系小鼠中建立的体内肿瘤最相似的特征，并进一步通过scRNA-seq评估了类瘤细胞成分。
该数据库是关于基因、蛋白、酶代谢子、药物、生化反应以及通路的综合数据库。该数据库实际由多个子数据库构成，最著名的当属通路KEGG PATHWAY数据库，它是目前被广泛使用的通路数据库。其中包含上千个物种的代谢与信号传导通路信息，这些信息从生物学实验和文献中提取，并经过人工校正。实时更新的管理模式也是人们能够从该数据库获得最新的通路数据。
细胞间通讯 (Cell–cell communication, CCC) 是受生化信号调节的细胞间相互作用，能够调节单个细胞的生命过程和细胞间关系。过去CCC 只能在由一种或两种细胞类型和少数几个基因组成的体外实验中进行研究。这样是很不全面的，因为CCC 涉及许多细胞类型和大量基因。单细胞转录组学的研究也慢慢开始从只关注存在哪些细胞转向进一步关注细胞之间的关系。
蛮有意思的，这个上皮细胞的特性是高表达PLA2G2A基因，但是它来源于非肿瘤组织，而且它居然是有拷贝数变异的！如下所示：
核苷及核苷酸是机体内的一种重要的内源物质，参与细胞的多种生命进程，如 DNA 和 RNA 合成，信号转导及代谢等。核苷及核苷酸类似物是人工合成的，经过一定化学修饰的物质，可以模拟机体内核苷及核苷酸，参与细胞调控，如阻断细胞分裂或病毒复制等。核苷及核苷酸类似物是治疗癌症及病毒感染的一类重要药物，另外在高尿酸血症、免疫抑制，神经及心脏保护方面也有一定的治疗效果。核苷及核苷酸类似物在细胞中发挥作用的机制主要体现在三方面：1. 在生化反应中作为伪底物，抑制核苷酸从头合成的相关酶，干扰 dNTPs 库，从而抑制 DNA 的复制。2. 掺入 DNA 或 RNA，中断 DNA 和 RNA 链的延伸。3. 抑制核酸合成的相关酶，如 DNA 聚合酶和核酸还原酶等，从而抑制核酸大分子的合成和修复。
Flysta3D属于深圳国家基因库（CNGB）与华大生命科学研究院共同打造的时空组专辑数据库系列，研究团队利用时空组学技术，构建了模式生物果蝇的晚期胚胎和幼虫的3D时空发育图谱，鉴定了发育中果蝇中肠的空间亚区，解析了幼虫精巢细胞命运的转变，揭示了果蝇发育过程中潜在的空间转录因子调控网络。
随着信息技术的不断发展，药物设计方法学的新概念、新方法和新思路持续更新，药物发现范式也与时俱进。人工智能作为新工具，已应用于药物发现过程的多个方面，引起了制药行业的高度关注，也带来了对药物发现科学理论和方法学的新思考和新探索。
空间转录组学(ST)技术正在迅速成熟，能够在转录组尺度上对基因表达进行高分辨率的原位测量。这些技术包括Merfish、SeqFISH+、Visium、Slide-seq和Stereo-seq(当然还有最新的HD)。为了挖掘这些数据，已经提出了用于图像分割、技术伪影去除、SPOT数据的SPOT反卷积、空间可变基因检测、邻域检测、细胞-细胞相互作用分析和其他分析的计算方法。特别是，检测空间可变基因，即在表达中显示明确空间模式的基因，已成为标准的分析步骤。空间可变基因可用于帮助组织病理学常规执行的任务，例如组织结构的可视化，并进一步识别具有不同空间定位的细胞类型。一旦在宏观水平上确定了细胞类型的分布，就会对局部的、细胞类型特异性的相互作用进行研究。通过设计，空间可变基因分析旨在识别基因表达的全局模式，而不是细胞类型之间的局部相互作用。例如，在癌症组织中，空间可变基因使我们能够区分癌症和正常组织区域;然而，我们需要识别和评估局部模式的重要性，如肿瘤和免疫细胞之间的生态位信号。
空间转录组在20年被nature methods评为年度技术，其可能成为继单细胞分析后的下一波热潮，而肝癌领域的第一篇空间转录组文章终于在近期见刊，在2021年12月17号发表于SCIENCE ADVANCES，题目为：Comprehensive analysis of spatial architecture in primary liver cancer，今天我们一起来学习一下。
跨膜通道样(TMC)基因在人类癌症的癌变、增殖和细胞周期中至关重要。然而，TMCs的多组学特征及其在人类癌症预后和免疫治疗反应中的作用尚未被探讨。
升主动脉（Aorta ascendens）为主动脉与左心室交接的部分，始于第三肋间软骨下缘，并沿胸骨左半边上行。升主动脉有左冠状动脉和右冠状动脉两分支，供应心脏养分，之后主干会接至主动脉弓。
蛋白酪氨酸磷酸酶受体T型(PTPRT)是一种著名的磷酸酶，在黑色素瘤和非小细胞肺癌(NSCLC)中经常发生突变。我们的研究「旨在阐明其突变与免疫检查点抑制剂(ICI)疗效的关系」。
化学遗传学 (Chemogenetics) 是指一种蛋白被改造与先前未被识别的小分子化合物相互作用的过程。多种蛋白的改造已被报道，包括激酶、非激酶的酶类、G 蛋白偶联受体 (GPCRs) 和配体门控离子通道。化学遗传学技术 DREADDs (Designer receptors exclusively activated by designer drugs) 被广泛应用于神经科学中，并被称为通过 G 蛋白信号通路选择性操作细胞活力的生物学“锁和钥匙” (Lock-and-key) 系统。
摘要 系统生物学的一个关键挑战是阐明决定细胞表型的基本原理或基本定律。了解如何在癌症等疾病中改变这些基本原则对于将基础科学知识转化为临床进展非常重要。虽然正在取得重大进展，但通过系统生物学方法确定了新的药物靶点和治疗方法，我们仍然缺乏基本系统对某些治疗成功和其他治疗失败的理解。我们在此提倡一种新的方法框架，用于系统分析和解释分子基因数据，这是基于统计力学原理。具体而言，我们提出了细胞信号熵（或不确定性）的概念，作为一种新的手段 分析和解释基因数据，更重要的是，作为阐明基础生物学和疾病基础的系统级原则的一种手
今天为大家介绍2013年Nature Methods、SCIENTIFIC REPORTS、nature structural & molecular biology、Nature Genetics发布的几项关于泛癌网络模块分析的研究。
7张主图+10张附图，而且每一张都至少有5-6张小图，使用上百张图片来说明：利用单细胞转录组+表观遗传分析骨髓瘤的细胞状态，从而研究异质性，帮助理解其中的基因调控网络，并帮助识别潜在的治疗靶点
20 世纪 60 年代，Hayflick 和 Moorhea 首次引入细胞衰老的概念，以描述正常的人类二倍体细胞株在连续培养后出现的不可逆的生长停滞现象。后来的研究表明，细胞衰老可由端粒缩短或功能障碍、致癌基因激活、DNA 损伤和突变，以及许多不同的细胞损伤相关刺激 (如蛋白质聚集、活性氧水平升高和其他代谢信号) 引起。
背景：胰腺导管腺癌 （PDAC） 样本的bulk RNA 分析因肿瘤微环境 （TME:即来自成纤维细胞、内分泌、外分泌和免疫细胞的信号） 而变得复杂。虽然已经建立了具有预后意义的肿瘤和基质亚型，但对驱动不同免疫和基质图谱的潜在信号的理解仍然不完整。
小鼠围着床期胚胎由外胚层（epiblast）和两个胚外胚层（滋养外胚层（TE）和原始内胚层（PrE））构成，植入约发生在E4.5，标志着胚胎发生了关键变化。多能性epi 植入后发生动态变化，发育为一个转录特异的存在并为分化做好准备。这导致了原肠化谱系产生。原肠始于原始条纹样胚胎（PS）的形成。
这篇文章是哈尔滨医科大学生物信息科学与技术学院的李霞教授、李永生教授团队研究完成的，今年2月21日发表于Nature Communications杂志。其中，李永生教授、江天彤飞硕士和周伟伟本科生为共同第一作者，李霞教授和徐娟教授为通讯作者。李霞教授，“龙江学者”特聘教授、哈医大生物信息科学与技术学院院长，主要研究方向为基于生物医学大数据的重大疾病的分子分型与生物标志物识别、非编码RNA与复杂疾病调控机制研究。李永生教授，主要研究方向为复杂疾病生物分子标志物识别及功能刻画，致力于应用生物信息学方法识别复杂疾病的遗传变异及ncRNA生物标志物，在Nature Reviews Genetics、Trends in Biochemical Sciences、Hepatology和Nucleic Acids Research等著名国际期刊发表重要文章。
前言：发生转移的第一步是获得局部侵袭能力，需要原发瘤的癌细胞发生许多表型改变。如前所述，本节主要讨论的还是上皮组织来源的肿瘤。为了获得运动和侵袭能力，癌细胞必须丢掉许多上皮细胞的表型，改变表型、脱离上皮层、发生一系列显著的改变，这个过程称为上皮间叶转化(EMT)。今天这一小节主要先来学习两个部分的内容：“EMT的标志物”和“激发EMT的基质信号”
过去的三十多年里，基于靶点的药物发现（Target-based Drug Discovery, TDD）是药物发现的主要方法。由于靶点明确，使用TDD很容易设计药物筛选试验，因此在过去有大量的成功案例。使用TDD方法来开发药物，药物发现的时间、过程和所需资源都是可预测的。
文章标题：《Single-Cell Genomics Reveals a Novel Cell State During Smooth Muscle Cell Phenotypic Switching and Potential Therapeutic Targets for Atherosclerosis in Mouse and Human》
近期，北京大学生命科学学院、北大-清华生命科学联合中心徐成冉课题组在《Molecular Metabolism》杂志上发表了题为“Characterizing pancreatic β-cell heterogeneity in the streptozotocin model by single-cell transcriptomic analysis”的研究论文。该研究利用单细胞转录组分析了链脲佐菌素（streptozotocin, STZ）诱导的小鼠糖尿病模型中胰岛细胞的分子特征、揭示生理和病理状态下胰岛β细胞异质性，并评估了该模型中β细胞的功能缺失以及再生现象。
乳腺在女性的整个生殖周期中会经历组织结构的重塑，这在怀孕、哺乳和乳腺退化后恢复到静默状态期间尤为明显。确定这个发育过程中的动态调整，对于了解正常乳腺的功能至关重要，另外还帮助了解乳腺癌的起源。
提到科研顶流，就不得不提单细胞转录组（scRNA-seq）和空间转录组（ST），两者组合能够获得组织中的细胞组成并还原其空间信息，从而更加精确的解析组织结构，在科研以及临床应用中具有重要的意义。
酪氨酸激酶（tyrosine kinase，TKs) 是细胞信号转导途径中的重要因子，参与调节细胞生长，分化和凋亡等一系列生理生化过程，酪氨酸激酶根据其结构可分为两大类：受体酪氨酸激酶和非受体酪氨酸激酶 。我简单代码查看了一下：
2024年2月26日，来自加拿大多伦多大学的研究人员和微软联合在Nature Methods上发表研究scGPT: toward building a foundation model for single-cell multi-omics using generative AI。
大家看惯了五六分的肿瘤预后分型套路？今天小编为大家带来一篇发表在Briefings in bioinformatics这样的生物信息学期刊的肿瘤预后模型文章，题目为Immune infiltration and clinical significance analyses of the coagulation-related genes in hepatocellular carcinoma，影响因子13.9分。
重度抑郁症（MDD）是一种毁灭性的精神障碍，影响着全球高达17%的人口。尽管通过静息状态功能磁共振成像（rsfMRI）检测的MDD患者存在全脑网络水平的异常，但这些网络变化的机制尚不清楚，尽管它们在抑郁症的诊断和管理方面具有巨大的潜力。在这里，我们发现星形细胞钙缺乏小鼠，肌醇1,4,5-三磷酸型2受体敲除小鼠（Itpr2−/−小鼠），在抑郁相关网络中显示异常的rsfMRI功能连接（rsFC），特别是内侧前额叶皮层（mPFC）相关通路的rsFC减少。我们进一步发现MDD患者的rsFC下降与Itpr2−/−小鼠高度一致，特别是在mpFC相关通路中。在Itpr2−/−和野生型小鼠中，mPFC星形胶质细胞的光遗传激活部分增强了抑郁症相关网络中的rsFC。mPFC神经元或mPFC-纹状体通路的光遗传激活挽救了Itpr2−/−小鼠中被破坏的rsFC和抑郁样行为。我们的研究结果确定了先前未知的星形胶质细胞功能障碍在驱动抑郁症患者rsFC异常中的作用。
骨骼发育是通过一系列同步事件发生导致身体骨架的形成。骨骼及其周围微环境（包括炎性细胞，内皮细胞和施旺细胞）的修复潜力在整个成年期都持续存在，从而使组织恢复到其稳态功能状态。通过细胞表面标志物分离单个骨骼干细胞亚群以及单细胞技术的发展，可以深入了解稳态和修复过程中骨骼维持和再生的机制，从而精确阐明骨修复过程中的细胞活性和命运。对骨发育以及正常和异常骨修复的深入了解，对骨疾病和与衰老相关的变性的治疗具有重要的治疗意义。
STOMICS DataBase是一个与时空组学主题相关的综合平台，通过对公共数据库的6000多篇文献进行数据挖掘，联合时空数据汇交系统，策划了140个时空组学数据集，收录超1000张时空切片数据。
所以研究者就针对有斑点蛋和正常蛋的whole-genome bisulfite sequencing (WGBS) and RNA-seq 数据，然后发现几乎没有差异，并且完全没有交集。。。
最近接到粉丝求助，他看到了一个很简单的肿瘤单基因数据挖掘文章：A TP53-associated gene signature for prediction of prognosis and therapeutic responses in lung squamous cell carcinoma提到了一个药物预测分析：
近日，武汉大学公共卫生学院缪小平和田剑波教授团队，在Nature子刊Nature Communications（IF:16）在线发表了题为 “Genome-wide enhancer-gene regulatory maps link causal variants to target genes underlying human cancer risk” 研究论文。
在医学生回答过什么是正常的（发育），什么是不正常的（病变）问题过程中，会遇到另一个问题：什么是‘自己’，什么是‘非己’。因为‘非己’往往会带来不正常的反应。而在我们讨论‘自己’和‘非己’的时候，几乎都是以细胞为单位的。我们不会说：这个氧原子不是人类的而是空气的。
当细胞通过其表面的受体与环境相互作用时，受体可以与激素、神经递质、药物和毒素结合，从而触发细胞内部的信号传递。现在，蛋白质已经被设计成蜂巢结构，可以阻断这些与活细胞的相互作用，而不被活细胞吸收。这些特制的蛋白贴片可以通过结合和封存细胞表面受体来影响细胞信号传导，可能对干细胞研究产生深远的影响，并能开发出旨在调节活体系统行为的新材料。
细胞通讯分析可以提供细胞亚群互调控的信息，细胞间的调控主要是通过受体配体结合来实现信号传递的。
上一篇学习了用cellchat进行单数据集的细胞通讯分析，接下来学习不同可视化方式。
Hh 信号通路分子包括 Hedgehog 配体 (SHH、DHH 和 IHH)、Ptch 受体 (Ptch-1 和 Ptch-2，跨膜蛋白)、Smoothened (SMO)、驱动蛋白 Kif7、蛋白激酶 A (PKA)、3 种 Gli 转录因子 Gli1/2/3 (Gli1 仅具转录激活因子作用，Gli2 和 Gli3 同时具有激活因子和抑制因子作用) 以及 Sufu (融合抑制因子，Hh 信号传导的负调节因子)。
上一篇学习了单个配体受体或信号通路的可视化方式，这篇学习多个配体受体对和信号通路及相应基因表达水平的可视化。
ChatGPT 4.0！根据以往写标书经验，站长基于ChatGPT做了个NS基金GPT：就是通过中标题目，扩展写出摘要、立项依据以及可能用到的实验内容。于是，你们懂得，站长打算连载有2023新题目生成的这部分内容，每次最后会有一个打分，也希望能给个反馈互动一下！老站友欢迎留言互动！
许多生物分子都是大分子，是分子量在5000以上的聚合物，由相对简单的前体组装而成。较短的聚合物称为低聚物。 蛋白质、核酸和多糖是由分子量小于或等于500的单体组成的大分子。大分子的合成是细胞的一项主要耗能活动。 大分子本身可以进一步组装成超分子复合物，形成核糖体等功能单位。 表1-1显示了大肠杆菌细胞中生物分子的主要类别。
近期，Cell 刊登了清华大学施一公课题组大作：Structural basis of γ-secretase inhibition and modulation by small molecule drugs，该文阐述了 γ-分泌酶结合三种小分子抑制剂 (GSI) 和一种调节剂 (GSM) 的冷冻电镜结构，并首次展现了 γ-分泌酶结合底物与药物的过程。
胶质瘤是中枢神经系统的侵袭性肿瘤，胶质母细胞瘤是最恶性的类型。铁死亡是一种程序性细胞死亡，可以调节肿瘤对治疗的抵抗力和肿瘤微环境的成分。
CellChat通过从图论、模式识别和流形学习中提取出的方法，能够定量测量复杂的细胞间通讯网络，帮助我们更好地解释这些相互作用关系，基于这些原理能够进行以下分析：
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