时空日报 | Science：空间翻译组测序技术RIBOmap揭示脑组织的翻译调控机制

大家好，欢迎观看《时空日报》第5期。本期追踪到时空/单细胞组学相关研究文章共计21篇。以下是应用华大时空StereoCopilot生成的文章概要，并辅以人工审核，供了解参考。

1、分子分辨率的空间单细胞翻译组学

Spatially resolved single-cell translatomics at molecular resolution

Science; IF: 56.900; DOI: 10.1126/science.add3067

内容概要：建立了空间翻译组测序技术——RIBOmap（Ribosome-bound mRNA mapping），并将RIBOmap应用于HeLa细胞和小鼠大脑组织，揭示了亚细胞定位、细胞周期依赖、细胞类型特异和脑区特异的翻译调控。

2、多态性KIR3DL3表达调节组织驻留和先天样T细胞

Polymorphic KIR3DL3 expression modulates tissue-resident and innate-like T cells

Science Immunology; IF: 24.800; DOI: 10.1126/sciimmunol.ade5343

内容概要：该研究发现，KIR3DL3主要在γδ和CD8+T细胞中表达，而不是NK细胞。这些表达KIR3DL3的T细胞在血液和胸腔中较为罕见，但在肺和消化道中较为常见。高分辨率流式细胞术和单细胞转录组学分析显示，KIR3DL3在非常规T细胞刺激的同时上调，并且个体表达KIR3DL3的能力可能有所不同。

3、通过多组学亚克隆分析揭示多发性骨髓瘤的治疗耐药机制

Resolving therapy resistance mechanisms in multiple myeloma by multi-omics subclone analysis

Blood; IF: 20.300; DOI: 10.1182/blood.2023019758

内容概要：通过整合全基因组测序、scRNA-seq、scATAC-seq及线粒体DNA突变等方法，定义了15例复发/难治性多发性骨髓瘤（relapsed/refractory multiple myeloma ，RRMM）患者的亚克隆结构和演变。通过评估转录组和表观基因组变化，揭示了治疗抵抗的多因素性质，并将其与不同机制的并行发生相关联。

4、单细胞转录组学鉴定小儿急性呼吸窘迫综合征的不同表型

Single cell transcriptomics identifies distinct profiles in pediatric acute respiratory distress syndrome

Nature Communications; IF: 16.600; DOI: 10.1038/s41467-023-39593-0

内容概要：通过对患儿气管抽吸物的微生物测序和单细胞基因表达分析，发现中度至重度小儿急性呼吸窘迫综合症（pediatric acute respiratory distress syndrome，pARDS）患者与轻度或无pARDS患者存在不同的转录组特征，揭示了pARDS的炎症反应具有病因和严重程度依赖性，特别是RSV引起的中度至重度pARDS的发病机制与干扰素刺激基因（interferon stimulated gene，ISG）表达下调、巨噬细胞修复相关转录程序改变和老化中性粒细胞累积有关。

5、银屑病中IL-26+TH17中间体通过上皮串扰分化为IL-17A产生体

Differentiation of IL-26+TH17 intermediates into IL-17A producers via epithelial crosstalk in psoriasis

Nature Communications; IF: 16.600; DOI: 10.1038/s41467-023-39484-4

内容概要：血液中存在一种高水平分泌IL-26的TH17中间体，经过TGF-β1刺激后可分化为产生IL-17A的TH17细胞。联合scRNA-seq、TCR测序和空间转录组学分析，发现这一过程发生在银屑病皮肤中，确定了IL-26产生细胞作为TH17细胞的早期分化阶段，通过上皮细胞间的相互作用控制其自身分化为产生IL-17A的TH17细胞。

6、Atoh1驱动脑桥核神经元的异质性并促进其分化

Atoh1 drives the heterogeneity of the pontine nuclei neurons and promotes their differentiation

Science Advances; IF: 13.600; DOI: 10.1126/sciadv.adg1671

内容概要：通过scRNA-seq技术，发现Atoh1调控了桥脑核神经元的细胞周期、分化、迁移和存活，并揭示了6个分子和空间上不同的桥脑核亚型。这些亚型对Atoh1功能的部分丧失表现出不同的脆弱性，为ATOH1错义突变患者的桥脑核表型提供了新的见解。

7、表观遗传调控的RNA结合蛋白标志着疟原虫休眠体的休眠状态

Epigenetically regulated RNA-binding proteins signify malaria hypnozoite dormancy

Cell Reports; IF: 8.800; DOI: 10.1016/j.celrep.2023.112727

内容概要：通过单细胞转录组学、染色质可及性分析和荧光原位RNA杂交等方法，发现一些RNA结合蛋白基因在休眠状态下被异染色质沉默，这些基因主要编码RNA结合蛋白，推测这些RNA结合蛋白可能维持休眠状态，而异染色质介导的沉默则有助于疟原虫的再活化。

8、利用空间转录组学分析精原干细胞生态位

Dissecting the spermatogonial stem cell niche using spatial transcriptomics

Cell Reports; IF: 8.800; DOI: 10.1016/j.celrep.2023.112737

内容概要：使用空间转录组学、计算分析和功能实验等方法，系统地解剖了精原干细胞（spermatogonial stem cells，SSCs）的微环境“niche”，揭示了SSCs与微环境之间的分子、细胞和空间相互作用。通过在小鼠和人类睾丸中空间地绘制配体-受体相互作用图谱，发现多效营养因子通过多配体蛋白聚糖受体调节小鼠SSC功能，而ephrin-A1是影响人类SSC功能的潜在niche因子。此外，该研究揭示炎症相关配体-受体相互作用的空间重分布是糖尿病引起睾丸损伤的原因。

9、使用转录扩增的light-up RNA适配体对单细胞中的单核苷酸变异进行免洗和高对比度成像

Wash-free and high-contrast imaging of single-nucleotide variation in single cells using transcription-amplified light-up RNA aptamer

Analytical Chemistry; IF: 8.008; DOI: 10.1021/acs.analchem.3c00089

内容概要：介绍了一种基于转录扩增的单核苷酸变异（single-nucleotide variation，SNV）可视化light-up策略，实现了单细胞内SNV成像的无洗涤和高对比度成像。利用该方法，研究了耐药和敏感的沙门氏菌（S. enterica）在小鼠肠道内的定殖特征，并筛选了对沙门氏菌定殖抑制的益生元。

10、深度学习在单细胞基因组学和转录组学数据分析中的应用

Deep learning applications in single-cell genomics and transcriptomics data analysis

Biomedecine and Pharmacotherapie; IF: 7.419; DOI: 10.1016/j.biopha.2023.115077

内容概要：系统地回顾了深度学习（deep learning，DL）在基因组学、转录组学、空间转录组学和多组学整合中的应用，并探讨了DL是否会被证明是有利的，或者单细胞组学领域是否存在独特的挑战。DL可以为快速跟踪和推进单细胞研究提供宝贵的资源。

11、亚洲水稻叶片的空间分辨基因调控网络

Spatially-resolved gene regulatory networks in Asian rice (Oryza sativa cv. Nipponbare) leaves

The Plant Journal; IF: 7.091; DOI: 10.1111/tpj.16375

内容概要：通过利用转录组数据、转录因子结合基序和全局基因调控网络预测算法，鉴定了支持不同水稻叶片（Oryza sativa cv. Nipponbare）部位功能特化的六个调控模块。这些调控模块富集了与空间相关的生物过程，如细胞壁沉积、环境感知和光合作用等。此外，还发现了调控86.9%以上基因的5个转录因子家族。

12、单细胞蛋白质组学：用质谱法定量发育过程中的转录后调控

Single-cell proteomics: quantifying post-transcriptional regulation during development with mass-spectrometry

Development (Cambridge, England); IF: 6.862; DOI: 10.1242/dev.201492

内容概要：介绍了单细胞质谱法的应用，可以准确量化单细胞中蛋白质及其修饰，从而分析发育过程中的转录后调控机制。这些方法可以定量探索蛋白质合成和降解机制，进而揭示细胞命运规定的发育过程。此外，这些方法还可以支持单细胞中蛋白质构象和活性的功能分析，从而将蛋白质功能与发育过程联系起来。

13、多种成纤维细胞亚型参与肺纤维化的基质沉积

Multiple fibroblast subtypes contribute to matrix deposition in pulmonary fibrosis

American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology; IF: 6.400; DOI: 10.1165/rcmb.2022-0292OC

内容概要：利用scRNA-seq分析了小鼠肺纤维化模型和人类肺纤维化疾病样本中的纤维细胞基因特征，鉴定并确认了多种纤维母细胞亚型，包括脂肪成纤维细胞和Ebf1+纤维细胞，这些亚型除了参与基质沉积外，还具有增强的侵袭、增殖和收缩表型。通过差异基因表达分析，确定了每种纤维母细胞亚型的特异性细胞表面蛋白。该研究为针对肺纤维化的治疗提供了新的思路，即针对不同纤维母细胞亚型进行靶向治疗。

14、scKINETICS：用单细胞转录组学数据推断调控速度

scKINETICS: inference of regulatory velocity with single-cell transcriptomics data

Bioinformatics (Oxford, England); IF: 5.800; DOI: 10.1093/bioinformatics/btad267

内容概要：介绍了一种基于单细胞转录组数据的调控速度推断方法scKINETICS（http://github.com/dpeerlab/scKINETICS）。该方法通过学习每个细胞的转录速度和基因调控网络，建立了基因表达变化的动态模型。通过应用于急性胰腺炎数据集，scKINETICS成功地推断了腺泡向导管转分化的过程，并识别了一些新的调控因子。

15、UNADON：基于transformer的全基因组染色体空间位置预测模型

UNADON: transformer-based model to predict genome-wide chromosome spatial position

Bioinformatics (Oxford, England); IF: 5.800; DOI: 10.1093/bioinformatics/btad246

内容概要：介绍了一种基于transformer的深度学习模型UNADON，用于预测染色体相对于细胞核内特定结构的细胞学距离。应用UNADON，揭示了影响核体中大规模染色质区室化的潜在序列和表观遗传因素。

16、CLARIFY：基于空间转录组学的细胞间相互作用和基因调控网络精细化研究

CLARIFY: cell-cell interaction and gene regulatory network refinement from spatially resolved transcriptomics

Bioinformatics (Oxford, England); IF: 5.800; DOI: 10.1093/bioinformatics/btad269

内容概要：提出了一种名为CLARIFY的工具，可以同时推断细胞间相互作用和基因调控网络，从而输出细胞特异性的基因调控网络。将CLARIFY应用于两个真实的空间转录组数据集，并在scMultiSim模拟数据集上进行测试，表明CLARIFY在常用的评估指标上始终优于基准方法。

17、单细胞转录组学揭示二尖瓣钙化主动脉瓣疾病的细胞异质性和巨噬细胞向间质转化

Single-cell transcriptomics reveals cellular heterogeneity and macrophage-to-mesenchymal transition in bicuspid calcific aortic valve disease

Biology Direct; IF: 5.500; DOI: 10.1186/s13062-023-00390-w

内容概要：使用scRNA-seq对4例二叶式主动脉瓣（bicuspid aortic valve，BAV）狭窄患者的瓣膜进行分析，揭示了细胞异质性和巨噬细胞向间充质转化在二尖瓣钙化性主动脉瓣病中的作用，并构建了细胞相互作用网络。此外，该研究鉴定了FOXC1和PI3K-AKT通路为巨噬细胞到间充质转化的潜在调节因子。

18、对左右组织者转录组的scRNA-seq分析揭示潜在的新型异源性基因

Single cell RNA analysis of the left-right organizer transcriptome reveals potential novel heterotaxy genes

Scientific Reports; IF: 4.996; DOI: 10.1038/s41598-023-36862-2

内容概要：使用scRNA-seq对小鼠胚胎左右组织者（left-right organizer，LRO）进行转录组分析，鉴定出与纤毛和左右对称相关的基因。通过与之前鉴定的LRO基因比较，发现了127个新的LRO基因，包括Ttll3、Syne1和Sparcl1等。这些新的LRO基因将为进一步研究LRO形态发生、左右对称建立以及异位症的遗传原因提供有用的资源。

19、巨噬细胞来源的MMP12水平升高与尿路上皮性膀胱癌不良预后有关

Elevated levels of MMP12 sourced from macrophages are associated with poor prognosis in urothelial bladder cancer

BMC Cancer; IF: 3.800; DOI: 10.1186/s12885-023-11100-0

内容概要：利用以免疫肿瘤学为重点的多重邻为延伸分析技术，研究90例新诊断和初治（treatment-naïve）膀胱癌患者的血浆和尿液样本，发现血浆中MMP12水平升高与较短的总生存期相关，而尿液中CD27和CD40水平升高与非肌层侵袭性膀胱癌患者相关。scRNA-seq分析表明，肿瘤浸润的巨噬细胞是MMP12的潜在来源。MMP12作为一种重要的生物标志物，可以补充基于组织病理学的风险分层。

20、WNT2B基因高表达成纤维细胞诱导克罗恩病肠道损伤的机制研究

Mechanism of intestinal injury induced by WNT2B high-expressed fibroblasts in Crohn's disease

Zhonghua er ke za zhi; IF: 2.320; DOI: 10.3760/cma.j.cn112140-20221202-01022

内容概要：通过生物信息分析、病理组织研究和细胞实验研究，发现WNT2B基因高表达成纤维细胞分泌WNT2B蛋白，激活巨噬细胞Wnt经典信号通路，从而促进巨噬细胞CXCL12的表达和分泌，诱导克罗恩病肠道炎症的发展。

21、通过单细胞法从人离体胶质母细胞瘤培养物中分离和分析活性肿瘤细胞

Isolation and profiling of viable tumor cells from human ex vivo glioblastoma cultures through single-cell

STAR Protocols; DOI: 10.1016/j.xpro.2023.102383

内容概要：介绍了一种从人类离体胶质母细胞瘤培养物中分离出活性肿瘤细胞，以进行scRNA-seq分析的方案。该方案有助于在单细胞水平上深入了解脑肿瘤生物学。

《时空日报》是华大时空基于时空云平台STOmics Cloud的StereoCopilot功能板块，推出的聚焦于时空组学领域学术前沿的栏目。以实时、精准追踪时空组学前沿为目标，共享最新时空知识，助力生命科学和临床医学发展。

审校 | Lina

题图 | 彭卫

排版 | 小飞鱼

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