Beijing Mida Biomedical Technology Co., Ltd.

近年来，多组学研究在生物医学领域中的地位日益重要，已经成为推动生命科学研究和临床应用的关键技术。多组学研究通过整合基因组学、转录组学、蛋白质组学、空间组学等多个层面的生物学数据，为疾病的机制研究、诊断、治疗以及药物开发提供了全新的视角和深入的理解。随着高通量测序技术、质谱分析和生物信息学的发展，多组学研究正变得更加高效、精确和经济。多组学研究已经成为推动精准医疗和个性化治疗的重要驱动力。为了帮助广大医学科研工作者快速掌握和了解多组学研究领域的最新动态，今天就给大家盘点一下多组学研究领域近期发表的 10 篇高分文章（因篇幅限制本次分享 5 篇），供大家阅读和学习，希望可以给相关研究领域学者带来新的研究思路！（对文章内容感兴趣的同学可以私信小编领取原文 ～）一图概览详细解读6.快速、可扩展、多功能的单细胞组学数据分析工具2024 年 1 月 8 日，加州大学 Ren Bing 教授团队在 Nat Methods 期刊上发表了题为：A fast, scalable and versatile tool for analysis of single-cell omics data 的研究论文，开发了一款名为 SnapATAC2 的数据分析工具图源：Nat Methods单细胞组学技术的飞速发展使人们能够以前所未有的分辨率和规模对基因组中编码的基因调控程序进行分析。然而，单细胞组学数据的极端规模和复杂性往往带来巨大的计算挑战，因此有必要开发高效、可扩展和稳健的数据分析方法。图源：Nat Methods在这里，研究人员介绍了一种非线性降维算法，体现在 Python 包 SnapATAC2 中，该算法不仅能提高计算效率，又能保证准确性。此外，该算法在不同的单细胞组学数据集中表现出卓越的性能、可扩展性和多功能性，包括 ATAC-seq、RNA-seq、单细胞 Hi-C 和单细胞多组学数据集，这体现了其在推进单细胞分析中的实用性。7.健康和 PSC 肝脏免疫图谱的单细胞、单核和空间转录组学特征2024 年 1 月 8 日，加拿大韦仕敦大学 Tallulah S Andrews 联合多伦多大学 Diana Nakib，Gary D. Bader，Ian D McGilvray 和 Sonya MacParland 在 J Hepatol 期刊上发表了题为：Single-cell, single-nucleus, and spatial transcriptomics characterization of the immunological landscape in the healthy and PSC human liver 的研究论文。图源：J Hepatol原发性硬化性胆管炎（PSC）是一种罕见的肝脏疾病，其特点是慢性炎症和胆管不可修复的损伤，最终导致肝功能衰竭。由于对疾病的潜在发病机制了解有限，治疗方案也很有限。图源：J Hepatol为了解决这个问题，研究人员对健康肝脏和患病肝脏进行了测序，以比较免疫细胞和非免疫细胞的活性、相互作用和定位。展示了第一张 PSC 肝脏的综合图谱，并证明了 PSC 晚期病变中髓系细胞的耗竭样表型和慢性细胞因子表达标志物。同时也拓展了我们对 PSC 细胞复杂性的认识，并有望指导新型治疗方法的开发。8.转录组学的新方法揭示了稳态和急性胰腺炎的细胞图谱2024 年 2 月 6 日，澳大利亚阿德莱德大学 Luciano Martelotto 团队与哈佛大学 Sahar Nissim 团队合作在 Gastroenterology 期刊上发表了题为：Novel Approach for Pancreas Transcriptomics Reveals the Cellular Landscape in Homeostasis and Acute Pancreatitis 的研究论文图源：Gastroenterology胰腺腺细胞产生的消化酶阻碍了胰腺外分泌的转录组特征描述。因此，胰腺单细胞 RNA-seq 研究未能充分代表腺泡细胞，需要一种强有力的方法来捕捉胰腺细胞在疾病状态下的反应。图源：Gastroenterology在此，研究人员介绍了一种新型单细胞方法 FixNCut。FixNCut 实现了对具有挑战性的胰腺细胞的前所未有的定义，提供了迄今为止最全面的急性胰腺炎细胞和信号传导特征，以及用于胰腺疾病研究的广泛适用的方法和参考图谱。9.单细胞多组学分析人类胎儿小脑的谱系发育和空间组织2024 年 2 月 6 日，复旦大学周文浩、Xia Mingyang、清华大学米达和许执恒联合在 Cell Discov 期刊上发表了题为：Single-cell multi-omics analysis of lineage development and spatial organization in the human fetal cerebellum 的研究论文。图源：Cell Discov小脑中复杂的神经元类型阵列占人脑中总神经元的 >80%。不同小脑区域的集成神经网络协调各种功能，包括运动、认知、情绪和语言。然而，我们对人类小脑发育的理解相对有限。图源：Cell Discov在这里，研究人员采用单细胞多组学方法，包括 scRNA-seq、scATAC-seq 和空间转录组学，以高时空分辨率描绘人类小脑的发育图谱。此研究生成了人类胎儿小脑在发育中的大规模多组学图谱，从而揭示了人类小脑早期发育和进化的分子机制。10.循环代谢生物标志物的全基因组表征2024 年 3 月 6 日，芬兰奥卢大学的 Minna K. Karjalainen 课题组在 Nature 期刊上发表了题为：Genome-wide characterization of circulating metabolic biomarkers 的 meta 分析。图源：Nature大型全基因组关联研究（GWAS）与代谢分析平台相结合，已成功鉴定出许多与循环代谢特征相关的基因位点。图源：Nature在这里，研究人员通过这项包括 136,000 多名参与者的大规模全基因组 meta 分析，确定了循环代谢生物标志物的 8,000 多项遗传关联，涉及 400 多个基因位点，从而大大提高了人们对全身代谢遗传调控的认识。参考文献：6.Zhang K, Zemke NR, Armand EJ, Ren B. A fast, scalable and versatile tool for analysis of single-cell omics data. Nat Methods. 2024 Feb;21(2):217-227. doi: 10.1038/s41592-023-02139-9. Epub 2024 Jan 8. PMID: 38191932; PMCID: PMC10864184.7.Andrews TS, Nakib D, Perciani CT, Ma XZ, Liu L, Winter E, Camat D, Chung SW, Lumanto P, Manuel J, Mangroo S, Hansen B, Arpinder B, Thoeni C, Sayed B, Feld J, Gehring A, Gulamhusein A, Hirschfield GM, Ricciuto A, Bader GD, McGilvray ID, MacParland S. Single-cell, single-nucleus, and spatial transcriptomics characterization of the immunological landscape in the healthy and PSC human liver. J Hepatol. 2024 Jan 8:S0168-8278(24)00003-5. doi: 10.1016/j.jhep.2023.12.023. Epub ahead of print. PMID: 38199298.8.Aney KJ, Jeong WJ, Vallejo AF, Burdziak C, Chen E, Wang A, Koak P, Wise K, Jensen K, Pe'er D, Dougan SK, Martelotto L, Nissim S. Novel Approach for Pancreas Transcriptomics Reveals the Cellular Landscape in Homeostasis and Acute Pancreatitis. Gastroenterology. 2024 Feb 6:S0016-5085(24)00130-6. doi: 10.1053/j.gastro.2024.01.043. Epub ahead of print. PMID: 38325760.9.Yang F, Zhao Z, Zhang D, Xiong Y, Dong X, Wang Y, Yang M, Pan T, Liu C, Liu K, Lin Y, Liu Y, Tu Q, Dang Y, Xia M, Mi D, Zhou W, Xu Z. Single-cell multi-omics analysis of lineage development and spatial organization in the human fetal cerebellum. Cell Discov. 2024 Feb 26;10(1):22. doi: 10.1038/s41421-024-00656-1. PMID: 38409116; PMCID: PMC10897198.10.Karjalainen MK, Karthikeyan S, Oliver-Williams C, Sliz E, Allara E, Fung WT, Surendran P, Zhang W, Jousilahti P, Kristiansson K, Salomaa V, Goodwin M, Hughes DA, Boehnke M, Fernandes Silva L, Yin X, Mahajan A, Neville MJ, van Zuydam NR, de Mutsert R, Li-Gao R, Mook-Kanamori DO, Demirkan A, Liu J, Noordam R, Trompet S, Chen Z, Kartsonaki C, Li L, Lin K, Hagenbeek FA, Hottenga JJ, Pool R, Ikram MA, van Meurs J, Haller T, Milaneschi Y, Kähönen M, Mishra PP, Joshi PK, Macdonald-Dunlop E, Mangino M, Zierer J, Acar IE, Hoyng CB, Lechanteur YTE, Franke L, Kurilshikov A, Zhernakova A, Beekman M, van den Akker EB, Kolcic I, Polasek O, Rudan I, Gieger C, Waldenberger M, Asselbergs FW; China Kadoorie Biobank Collaborative Group; Estonian Biobank Research Team; FinnGen; Hayward C, Fu J, den Hollander AI, Menni C, Spector TD, Wilson JF, Lehtimäki T, Raitakari OT, Penninx BWJH, Esko T, Walters RG, Jukema JW, Sattar N, Ghanbari M, Willems van Dijk K, Karpe F, McCarthy MI, Laakso M, Järvelin MR, Timpson NJ, Perola M, Kooner JS, Chambers JC, van Duijn C, Slagboom PE, Boomsma DI, Danesh J, Ala-Korpela M, Butterworth AS, Kettunen J. Genome-wide characterization of circulating metabolic biomarkers. Nature. 2024 Apr;628(8006):130-138. doi: 10.1038/s41586-024-07148-y. Epub 2024 Mar 6. PMID: 38448586; PMCID: PMC10990933.声明：发表/转载本文仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本公众号观点或证实其内容的真实性。据此内容作出的任何判断，后果自负。若有侵权，告知必删！长按关注本公众号   粉丝群/投稿/授权/广告等请联系公众号助手 觉得本文好看，请点这里↓

引言人类小脑包含大量神经元，表现出与大脑不同的发育模式。2024年2月26日，复旦大学周文浩、Xia Mingyang、清华大学米达及许执恒共同通讯在Cell Discovery（IF 34）在线发表题为“Single-cell multi-omics analysis of lineage development and spatial organization in the human fetal cerebellum”的研究论文，该研究对孕周(GW) 13至18周的胎儿样本进行了scRNA-seq、scATAC-seq和空间转录组学分析，以探索发育中的人类小脑细胞多样性和发育程序的出现。该研究鉴定了跨物种保守的瞬时颗粒细胞祖细胞。颗粒细胞和浦肯野细胞的特殊模式被多维解剖。还对小脑叶的物种特异性基因表达模式进行了表征，发现PARM1在人和小鼠颗粒细胞中的分布不一致。在菱形唇上发现了一组新的潜在神经上皮细胞。还分析了浦肯野细胞和单极刷细胞的不同亚型，并揭示了控制它们多样化的基因调控网络。因此，该研究为人类胎儿小脑的多组学研究提供了一个有价值的视角，并促进了人们对人类小脑发育和空间组织的理解。小脑中复杂的神经元类型占人脑神经元总数的80%以上。小脑不同区域的综合神经网络协调各种功能，包括运动、认知、情感和语言。小脑回路的损伤会导致思维或运动的不对称。在自闭症谱系症状或注意力障碍中也观察到小脑皮层灰质减少。小脑皮层的结构在整个进化过程中相对保守。几乎所有脊椎动物的成熟小脑都有三层，即分子层(ML)、浦肯野细胞层(PCL)和颗粒细胞层(GCL)。在白质上方，GCL包含密集颗粒细胞(GCs)，被一层浦肯野细胞(PKCs)覆盖。ML由PKCs的树突树和GCs的平行纤维组成。各种中间神经元在不同的层内相互交织，支配着小脑的信号转导。在发育过程中，小脑中的大部分神经元来源于两个生发中心，即心室区(VZ)和上菱形唇(URL)。GABA能谱系包括PKCs和各种中间神经元是由VZ和伯格曼胶质细胞产生的。首先生成PKCs，然后径向迁移并组织到PCL中。兴奋性谱系包括小脑深部核神经元，GCs单极刷细胞(UBCs)来源于URL。当UBC祖细胞定居在URL时，增殖性GC祖细胞切向迁移覆盖小脑表面，形成外颗粒层(EGL)作为次生生发区。由于有丝分裂后的GC在向内迁移后形成了内EGL (iEGL)，因此发生了外EGL (oEGL)和GC祖细胞的分离。GCs将继续迁移并穿过PKCs形成内部颗粒层(IGL)，最终发展成GCL。UBC祖细胞和UBC亚系的GRN（Credit: Cell Discovery）该研究采用单细胞多组学方法，包括单细胞RNA测序(scRNA-seq)、转座酶可及染色质单细胞测序(scATAC-seq)和空间转录组学，在高时空分辨率下描绘了人类小脑的发育图景。该研究生成了发育中的人类胎儿小脑的大规模多组学图谱。这个全面的图谱揭示了早期人类小脑发育和进化的分子机制。在这项研究中确定的关键调节因子将在体外利用，以产生所需的小脑细胞，用于未来的临床应用。该数据集对于增强人们对神经发育障碍中分子变异和细胞类型之间联系的理解也很重要。原文链接https://www.nature.com/articles/s41421-024-00656-1责编|探索君排版|探索君文章来源|“iNature”End往期精选围观一文读透细胞死亡(Cell Death) | 24年Cell重磅综述（长文收藏版）热文Nature | 破除传统：为何我们需要重新思考肿瘤的命名方式热文Nature | 2024年值得关注的七项技术热文Nature | 自身免疫性疾病能被治愈吗？科学家们终于看到了希望热文Nature | 癌症与神经系统的致命舞蹈