单细胞 RNA 测序 (scRNA-seq) 是一种相对较新的技术,它通过描述单个细胞之间的转录组差异,提供了前所未有的细胞异质性和功能详细视图。这将允许在生理和病理过程中映射细胞类型特异性信号,从而在现有的许多离散簇之间建立高度特异性的细胞信号网络模型。因此,该技术提供了一种强大的方法来剖析导致自身免疫性疾病(包括类风湿性关节炎 (RA))的细胞和分子机制。scRNA-seq 可以提供有关 RA 独特细胞状态和转变的宝贵见解,有可能开发新的药物靶点。然而,一些挑战仍然限制了它的主流应用,包括成本较高、对低丰度转录本的灵敏度较低以及与批量或传统 RNA 测序相比相对复杂的数据分析工作流程。这篇小评论探讨了 scRNA-seq 在 RA 研究中新兴的应用,强调了其在产生重要见解方面的作用,这些见解有助于为创新和更有效的治疗策略铺平道路。
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对可行的洞察力基因组注释的更完整的基因组注释是使用序列数据描绘基因组的结构元素并确定这些区域的功能影响的过程。此过程非常重要,因为它将原始序列数据转化为生物体的生理功能,并且是将基因组信息的潜力转化为研究人员可行的见解的原因。虽然注释可以完成基因组的包装,但它本身也很有价值,提供了有关在不同条件下产生的同工型的信息。基因组注释对植物和动物研究人员非常有用,这些植物和动物研究人员希望绘制对耐旱性耐受性以及对温度和盐度变化的反应等反应的反应。HIFI测序的高精度和长度读取长度比其他技术具有独特的优势,用于产生高质量和更全面的基因组注释。
对于图书馆构建,ICELL8 CX系统将DNA提取试剂分配给了过滤器文件指定的单细胞芯片的1,600个候选井。芯片通过ICELL8 CX热循环仪上的DNA提取(在本手册中称为热循环仪)。DNA提取后,分发了包含专有准随机引物的前置化混合物。准随机引物与基因组DNA上的选择性位点结合,然后以线性方式对其进行前序。DNA,从而生成最终的库结构。从芯片中提取结果库并纯化。验证步骤后,库准备在Illumina®平台上进行排序。图1(在接下来的两个页面上)显示了从准备好的单元到创建序列准备就绪库的应用程序的工作流程。
糖尿病性视网膜病(DR)是一种主要的糖尿病并发症,可能导致糖尿病患者的严重视力障碍,并且已成为全球健康问题(Yau等,2012)。增殖性糖尿病性视网膜病(PDR)是DR的晚期阶段,其特征是微瘤病,这可能导致纤维血管膜(FVM)形成。FVM中泄漏和脆弱的血管的异常生长很容易导致玻璃体甚至视网膜牵引力出血(Tamaki等,2016; Nawaz等,2019)。因此,FVM的病理对PDR的血管病很重要。阿尔茨海默氏病(AD)是一种进行性神经退行性疾病,属性为60%至70%,占痴呆症病例,威胁着全球老年人的健康(WHO,2023年)。它的特征是认知和记忆力障碍,衰老和血管风险因素是
单细胞基因组学是研究大脑等异质组织的有力工具。然而,人们对遗传变异如何影响细胞水平基因表达的了解甚少。为了解决这个问题,我们将单核、多组学数据集统一处理成一个资源,该资源包含来自 388 个人的前额叶皮层的 280 多万个细胞核。对于 28 种细胞类型,我们评估了基因家族和药物靶标之间表达和染色质的群体水平变化。我们确定了 55 万多个细胞类型特异性调控元件和 140 多万个单细胞表达数量性状位点,我们用它们来构建细胞类型调控和细胞间通讯网络。这些网络体现了衰老和神经精神疾病中的细胞变化。我们进一步构建了一个综合模型,准确推断单细胞表达并模拟扰动;该模型优先考虑了约 250 种疾病风险基因和与相关细胞类型的药物靶标。
Prashant S. Emani 1,2†,Jason J. Liu 1,2†,Declan Clarke 1,2†,Matthew Jensen 1,2†,Jonathan Warrell 1,2†,Chirag Gupta 3,4†,Cagat Lee 1,5†Ay Dursun 1,2 Dursun 1,2 GALEEV 1,2,AHYEON HWANG 5,6,YUNYANG LI 2,7,PENGYU NI 1,2,Xiao ZD E JAKEN E E. PSICE 1,2 LAV BENDL 9,10,11,12,Lucy Bicks 13,Tanima Chatterjee 1,2 1 Gan DI 9,12,16,Sophia Gaynor-Gillett 14,17,Jennifer Grundman 13,Natalie Hawken 13,Ella Henry 1,2,Gabriel E. Hoffman 9,10,11,12,18,19 Junhao Liu 5,Shuang Liu 4,Shaojie MA 21,22,Michael Margolis 13,Samantha Mazariegos 13,Jill Moore 2,Edha Jennifer 24 3,Milos Pjanic 9,10,11,11,11,12 Megan Spector 14,Brisley Wasley Jilrie Rosema 3,Gaoyuan Wang 1,2,Yan Xia 1,2,Shaohua Xiao 13,Andrew C. Yang 1,2,Suesen Zheng 1,2,Michael J. Gandal 26,27,28,29,30 Hiping Weng 23,Kevin P. White 33,Hyejung赢得34,Matthew J. Girgenti 25,35,36*,Jing Zhang 5*,Daifeng Wang 18,4,337*,,2,7,24,39*
成人弥漫性神经胶质瘤是最困难的脑部疾病之一,部分原因是缺乏对肿瘤迁移的解剖学起源和机制的明确性。虽然研究神经瘤传播网络的重要性至少已久至80年,但直到最近才出现了在人类进行此类调查的能力。在这里,我们全面回顾了脑网络映射和神经胶质瘤生物学的领域,为有兴趣合并这些调查领域的研究人员提供了入门,以进行转化研究。具体来说,我们追踪了脑网络图和神经胶质瘤生物学中思想的历史发展,突出了探索网络神经科学,弥漫性神经胶质瘤和神经胶质瘤 - 神经元相互作用的临床应用的研究。我们讨论了已合并神经肿瘤学和网络神经科学的最新研究,发现神经胶质瘤的空间分布模式遵循内在的功能和结构性脑网络。最终,我们呼吁从网络神经影像中做出更多贡献,以实现癌症神经科学的转化潜力。
将功能分配给基因并学习如何控制其表达是细胞生物学和治疗发育的基础的一部分。遗传筛查是一种有效且公正的方法,它在历史上需要艰苦的克隆产生和表型,并且仍然受到当今规模的限制。使用CRISPR-CAS调节基因功能并在单个细胞中测量它的快速技术进步已经重新获得了主要的实验约束,并启用了通过单个细胞的复杂读数进行汇总的筛选。在这里,我们回顾了汇总单细胞CRISPR筛查的原理和实践考虑因素。我们讨论了扰动策略,实验模型系统,与单个单元格的概述,读取细胞表型和数据分析。我们的重点是单细胞RNA测序和基于细胞分类的读取,包括启用图像的细胞分类。我们期望这种变革性的方法可以在接下来的几十年中推动生物医学研究。
Atlas M. Sardoo 是罗文大学生物与生物医学科学系的博士生。她的研究兴趣集中在深度学习和单细胞/单核 RNA 测序数据分析。张少强是天津师范大学计算机与信息工程学院的教授。他的研究兴趣包括生物信息学、组合优化和高性能计算。他是 IEEE 和中国计算机学会的成员。Thomas N. Ferraro 是罗文大学库珀医学院 (CMSRU) 生物医学科学系的教授。他目前的研究兴趣集中在癫痫、阿片类药物成瘾、抗抑郁治疗和恐惧记忆形成的人类和遗传小鼠模型。Thomas Keck 是罗文大学生物与生物医学科学系副教授兼系主任,同时兼任化学和生物化学系教授。他目前的研究兴趣集中在开发治疗神经精神疾病的新药物,包括阿尔茨海默病、精神分裂症、注意力缺陷多动障碍 (ADHD)、疼痛、焦虑,以及对物质使用障碍的特别兴趣。影响记忆形成的新型药物疗法可以影响每一种情况,并为其病理生理学提供新的见解。陈勇是罗文大学生物和生物医学科学系的助理教授。陈博士是生物信息学家和计算生物学家,发表了 40 多篇同行评审的科学研究论文。他的研究兴趣包括单细胞组学数据分析、深度学习、癌症表观遗传学和神经科学。收到:2022 年 5 月 18 日。修订:2022 年 7 月 10 日。接受:2022 年 8 月 25 日 © 作者 2022。由牛津大学出版社出版。这是一篇根据知识共享署名非商业许可条款发布的开放获取文章 ( https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ ),允许以任何媒介在任何非商业用途下重复使用、发布和复制,但必须正确引用原作。如需商业重复使用,请联系 journals.permissions@oup.com