时空月速览 | 253篇文章，追踪发育/再生/演化/疾病/技术前沿研究（2023年7月）

针对空间组学、单细胞组学技术及其在生命科学和生物医学领域的应用，我们通过检索PubMed数据库，共追踪到2023年7月1日-31日期间发表的253文章（包括article、review等；IF≥5），按研究领域分类梳理，详见下表。此外，华大时空按照影响因子排名和广谱性遴选了30篇进行概要解读，供大家参考。

01、综述Review

1. 揭开隐藏战场的面纱：剖析肝癌的浸润区

Unveiling the hidden battlefield: dissecting the invasive zone in liver cancer

2023-07-24; Cell Research; IF: 44.100; DOI: 10.1038/s41422-023-00855-7

内容概要：该述评对Wu等发表的研究进行了综合评价，强调了解肿瘤生态系统，特别是肿瘤浸润边缘，对研究肿瘤进展和转移的重要性。指出Wu等利用纳米级分辨率的空间增强分辨率组学测序（Stereo-seq），在肝癌患者肿瘤边缘发现了一个以血清淀粉样蛋白A1和A2过表达为特征的侵袭区，与免疫抑制和不良预后相关，这项发现有可能彻底改变癌症治疗领域，并为未来旨在开发针对癌症的创新和个性化治疗方法的研究奠定基础。

2. TCRward个性化移植治疗

TCRward personalized transplant therapies

2023-07-07; Science Immunology; IF: 24.800; DOI: 10.1126/sciimmunol.adj4910

内容概要：研究针对移植排斥的个性化治疗方法，通过对急性细胞排斥的肾脏活检进scRNA-seq和TCR-seq，发现T细胞克隆性有限且表现多样。研究结果表明，个性化移植治疗需要考虑T细胞表型的多样性。

3. 肾素细胞发育：染色质可及性和单细胞转录组学的见解

Renin cell development: Insights from chromatin accessibility and single-cell transcriptomics

2023-07-03; Circulation Research; IF: 20.100; DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.123.322827

内容概要：从FoxD1cre;mTmG小鼠胚胎关键发育时期中分离出的单个肾素细胞，并联合scRNA-seq和scATAC-seq进行分析，描述了肾素细胞发育过程中的染色质和转录组变化，确定了MEF2和NFI TF家族被富集，并可能控制肾素细胞命运。

02、时空/单细胞技术SpatialTemporal and Single-Cell Technology

4. Voltage-Seq：全光突触后连接体引导的单细胞转录组学

Voltage-Seq: all-optical postsynaptic connectome-guided single-cell transcriptomics

2023-07-20; Nature Methods; IF: 48.000; DOI: 10.1038/s41592-023-01965-1

内容概要：建立了基于特定的突触后反应类型（postsynaptic response types，PRT）获取体细胞和后续的scRNA-seq的方法：Voltage-Seq。根据VoltView现场分析工具中的现场分类，定位中脑导水管周围灰质（periaqueductal gray，PAG）中下丘脑腹内侧（ventromedial hypothalamic，VMH）驱动的γ-氨基丁酸能神经元，验证了Voltage-Seq可成功识别VMH-PAG连接组中稀疏的GABA能神经元，并可以提供相同神经元的分子特征。

03、生信工具Bioinformatics Tools

5. 基于CRISPR的条形码技术对发育中的小鼠大脑单细胞谱系的全面时空映射

Comprehensive spatiotemporal mapping of single-cell lineages in developing mouse brain by CRISPR-based barcoding

2023-07-17; Nature Methods; IF: 48.000; DOI: 10.1038/s41592-023-01947-3

内容概要：介绍了一种基于CRISPR编辑的单细胞谱系追踪方法（CREST），并使用基于CREST的两种策略来绘制发育中小鼠中脑腹侧（ventral midbrain，vMB）的单细胞谱系图谱。CREST方法和策略允许进行全面的单细胞谱系分析，为神经分化的分子机制研究提供了新见解。

6. iSMOD：基于图像的单细胞多组学数据的综合浏览器

iSMOD: an integrative browser for image-based single-cell multi-omics data

2023-07-13; Nucleic Acids Research; IF: 14.900 ; DOI: 10.1093/nar/gkad580

内容概要：介绍了一种名为iSMOD的综合浏览器，用于收集和浏览基于DNA和RNA荧光原位杂交的基因组和转录组图像数据，以及与核蛋白质相关的蛋白质组数据，以揭示基因调控与染色质、mRNA和关键蛋白质的空间位置之间的关系。iSMOD整合了来自20,000多篇已发表论文的多组学研究，是揭示疾病分子靶点、探索生物现象背后的工作机制以及在虚拟细胞核中整合3D多组学数据的重要工具。

7. 基于空间转录组学数据并通过CeLEry恢复scRNA-seq数据中的细胞位置

Leveraging spatial transcriptomics data to recover cell locations in single-cell RNA-seq with CeLEry

2023-07-08; Nature Communications; IF: 16.600; DOI: 10.1038/s41467-023-39895-3

内容概要：CeLEry是一种基于深度学习的算法，可以在多个层面上推断细胞的空间位置信息，包括细胞的2D位置和空间域，并提供恢复位置的不确定性估计。通过对多个数据集进行全面的基准测试，包括来自大脑和癌症组织的Visium、MERSCOPE、MERFISH和Xenium数据集，证明了CeLEry可以可靠地利用scRNA-seq数据恢复细胞的空间位置信息。

04、生长发育Growth and Development

8. 单细胞空间转录组揭示猕猴脑皮层的细胞型组织

Single-cell spatial transcriptome reveals cell-type organization in the macaque cortex

2023-07-12; Cell; IF: 64.500; DOI: 10.1016/j.cell.2023.06.009

内容概要：通过对成年雄性食蟹猕猴的大脑左半球进行冠状切片，结合Stereo-seq和snRNA-seq，绘制了全球首个非人灵长类全脑皮层空间单细胞图谱。在猕猴整个大脑皮质143个区域上总鉴定出264个细胞簇。发现猕猴大脑皮层各细胞类型具有脑区和层依赖的定位模式，并特别指出各种细胞类型的区域分布与视觉系统和体感系统中各脑区的层级结构之间的关系。此外，通过跨物种（人、鼠）比较分析，进一步揭示了在L4层富集的灵长类特异性细胞类型。

9. 驱动人类星形胶质细胞发育的配体-受体对的鉴定

Identification of ligand-receptor pairs that drive human astrocyte development

2023-07-17; Nature Neuroscience; IF: 25.000; DOI: 10.1038/s41593-023-01375-8

内容概要：通过使用已发表的转录组数据，识别并功能性测试了五个配体-受体对（TGFβ2、NLGN1、TSLP、DKK1和BMP4），这些配体的协同作用能够通过mTORC1信号通路，影响人类星形胶质细胞的转录组和形态特征。该研究的数据驱动框架可以利用单细胞和bulk基因组数据来生成和测试围绕细胞-细胞通讯调节神经发育过程的功能假设。

10. Hnf4激活模拟细胞增强子以重现胸腺内肠道和肝脏的发育

Hnf4 activates mimetic-cell enhancers to recapitulate gut and liver development within the thymus

2023-07-03; The Journal of Experimental Medicine; IF: 15.300; DOI: 10.1084/jem.20230461

内容概要：表达肠道和肝脏相关的转录本的模拟细胞保留了胸腺特性，主要由转录因子Hnf4α和Hnf4γ调控。scRNA-seq分析揭示了Hnf4缺失在模拟细胞状态、命运和积累方面的3种不同影响。此外，该研究还发现了Hnf4在肠道微褶皱细胞和IgA反应中的作用。

05、疾病研究Disease Research

恶性肿瘤

11. 肿瘤单核细胞含量预测食管腺癌免疫化疗的疗效

Tumor monocyte content predicts immunochemotherapy outcomes in esophageal adenocarcinoma

2023-07-10; Cancer cell; IF: 50.300; DOI: 10.1016/j.ccell.2023.06.006

内容概要：利用一项设计独特的机会之窗试验（LUD2015-005），让无法手术的食管腺癌（esophageal adenocarcinoma，EAC）患者接受为期四周的一线免疫检查点抑制剂治疗（immune checkpoint inhibitors for four weeks，ICI-4W），随后接受免疫化学疗法（immunochemotherapy，ICI+CTX）治疗。通过单细胞图谱对治疗前的胃食管癌转录组进行解卷积，发现高肿瘤单核细胞含量（tumor monocyte content，TMC）是一种意想不到的ICI+CTX特异性预测因子，可预测LUD2015-005患者更高的总生存期以及独立队列中流行的胃癌亚型的ICI反应，可改善胃食管癌患者对新兴ICI+CTX疗法的选择。

12. 清除衰老巨噬细胞可改善KRAS驱动的肺癌的肿瘤发生

Clearance of senescent macrophages ameliorates tumorigenesis in KRAS-driven lung cancer

2023-07-10; Cancer Cell; IF: 50.300; DOI: 10.1016/j.ccell.2023.05.004

内容概要：通过单细胞转录组学，确定了与肿瘤相关的巨噬细胞群，发现在KRAS驱动的肺癌模型中，衰老细胞的遗传或溶解消减或巨噬细胞耗竭可显著降低肿瘤负荷并提高存活率。该结果揭示了衰老巨噬细胞在肺癌的发生和发展过程中的重要作用，突出了潜在的治疗途径和癌症预防策略。

13. 空间分辨的高维转录组学揭示双相恶性胸膜间皮瘤的演变：免疫治疗的新范式

Spatially resolved, high-dimensional transcriptomics sorts out the evolution of biphasic malignant pleural mesothelioma: new paradigms for immunotherapy

2023-07-17; Molecular Cancer; IF: 37.300; DOI: 10.1186/s12943-023-01816-9

内容概要：采用空间分辨的高维转录组学方法对8个双相恶性胸膜间皮瘤（Malignant Pleural Mesothelioma，MPM）中的139个区域进行分析，揭示了MPM的转录可塑性和异质性。该研究结果除了对MPM临床演变的多维相互作用提供重要见解外，还为改善免疫治疗在该疾病中的应用开辟了新思路。

14. Siglec-9作为胶质母细胞瘤巨噬细胞的免疫检查点分子限制T细胞启动和免疫治疗反应

Siglec-9 acts as an immune-checkpoint molecule on macrophages in glioblastoma, restricting T-cell priming and immunotherapy response

2023-07-17; Nature Cancer; IF: 22.700; DOI: 10.1038/s43018-023-00598-9

内容概要：通过scRNA-seq和空间转录组学研究接受新辅助抗PD-1治疗的胶质母细胞瘤（glioblastoma，GBM）患者样本，发现了独特的单核细胞来源的肿瘤相关巨噬细胞亚群，它们具有功能可塑性，高度表达免疫抑制SIGLEC9基因，并优先在抗PD-1治疗无反应的患者中积累。此外，通过体内实验确定了Siglec-9是巨噬细胞上的免疫检查点分子，可以被靶向以增强抗PD-1/PD-L1治疗的疗效。

15. 空间细胞结构预测胶质母细胞瘤的预后

Spatial cellular architecture predicts prognosis in glioblastoma

2023-07-11; Nature Communications; IF: 16.600; DOI: 10.1038/s41467-023-39933-0

内容概要：利用scRNA-seq和空间转录组数据，开发了一个深度学习模型，从组织学图像中预测胶质母细胞瘤细胞的转录亚型，并分析了410名患者的4,000万组织spots，发现肿瘤结构与预后之间存在一致的关联。预后不良的患者表现出更高比例的肿瘤细胞表达缺氧诱导的转录程序。此外，星形胶质细胞样肿瘤细胞的聚集模式与较差的预后相关，而星形胶质细胞的分散和与其他转录亚型的连接与风险降低相关。

16. 胰腺导管腺癌微环境中施万细胞调节肿瘤细胞和癌症相关成纤维细胞

Schwann cells regulate tumor cells and cancer-associated fibroblasts in the pancreatic ductal adenocarcinoma microenvironment

2023-07-31; Nature Communications; IF: 16.600；DOI: 10.1038/s41467-023-40314-w

内容概要：通过对胰腺导管腺癌（pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC）组织进行scRNA-seq和基于微阵列的空间转录组分析，发现施万细胞可能驱动肿瘤细胞和癌症相关成纤维细胞（cancer-associated fibroblasts，CAFs）向更恶性的亚型：基底样和炎性CAFs（inflammatory CAFs，iCAFs）转换。体内外实验表明，施万细胞通过Midkine信号通路促进PDAC细胞的增殖和迁移，并通过白细胞介素-1α促进CAFs向iCAFs的转换。

非癌疾病

17. 儿童白血病中与持续存在的CD19 CAR-T细胞相关的转录特征

Transcriptional signatures associated with persisting CD19 CAR-T cells in children with leukemia

2023-07-06; Nature Medicine; IF: 82.900; DOI: 10.1038/s41591-023-02415-3

内容概要：通过高通量单细胞基因表达和T细胞受体测序，系统分析10例复发难治性儿童急性B淋巴细胞白血病（relapsed and refractory childhood pre-B cell acute lymphoblastic leukemia，R/R B-ALL）患者接受CD19 CAR-T细胞治疗后5年内的血液和骨髓样本，发现长寿命CAR-T细胞具有CD4/CD8双阴性表型和疲劳样记忆状态，并具有独特的转录特征。这种持久性特征在所有长期治疗反应良好的儿童中占主导地位，并在两名慢性淋巴细胞白血病成年患者中检测到。这些发现提出了一种可能性，即临床有效的、持久的CD19 CAR-T细胞存在通用的转录特征。

18. 募集的巨噬细胞引发心房颤动

Recruited macrophages elicit atrial fibrillation

2023-07-14; Science; IF: 56.900; DOI: 10.1126/science.abq3061

内容概要：通过scRNA-seq分析，发现了心房颤动中炎性单核细胞和SPP1+巨噬细胞的扩增。结合细胞-细胞相互作用分析，发现SPP1是一种多效信号，其通过与局部免疫细胞和基质细胞的串扰促进心房颤动，并确认SPP1+巨噬细胞可作为心房颤动免疫治疗的靶点。

19. 人类肾脏中健康和受伤细胞状态及生态位图谱

An atlas of healthy and injured cell states and niches in the human kidney

2023-07-19; Nature; IF: 49.962; DOI: 10.1038/s41586-023-05769-3

内容概要：将多种单细胞和单核检测方法和空间成像技术应用于广泛的健康肾脏和患病肾脏，确定了与损伤时间过程和生态位相关的生物通路，包括预测与肾功能下降相关的不适应状态的上皮修复特征。该健康和患病人类肾脏的综合多模态空间细胞图谱是细胞状态、邻域、结果相关特征和公开可用的交互式可视化的综合基准。

20. 通过scRNA-seq评估心脏非编码转录组并鉴定了一种保守的促纤维化长链非编码RNA FIXER

Assessment of the cardiac noncoding transcriptome by single-cell RNA sequencing identifies FIXER, a conserved profibrogenic long noncoding RNA

2023-07-10; Circulation; IF: 37.800; DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.122.062601

内容概要：通过scRNA-seq分析梗死后心脏非肌细胞中的非编码转录组（long noncoding RNAs，lncRNAs），发现lncRNA表达足以识别构成哺乳动物心脏的各种细胞类型。专注于心脏成纤维细胞及其衍生物，鉴定了lncRNA FIXER，它可作为心脏纤维化的新治疗靶点。

21. 单细胞转录组学揭示肝衰竭小鼠肠道细胞异质性并确定Ep300为潜在治疗靶点

Single-cell transcriptomics reveals intestinal cell heterogeneity and identifies Ep300 as a potential therapeutic target in mice with acute liver failure

2023-07-25; Cell Discovery; IF: 33.500; DOI: 10.1038/s41421-023-00578-4

内容概要：利用D-GALN/LPS (D/L)诱导的急性肝衰竭（acute liver failure，ALF）模型，对33,216个单细胞转录组进行分析，生成了小鼠ALF肠道细胞图谱，揭示了肠上皮细胞的异质性，并发现ALF诱导肠干细胞的细胞周期停滞和激活特定的肠上皮细胞和腺细胞簇。此外，发现并证实Ep300是ALF的新型治疗靶点，这为未来的ALF病理生理学研究铺平了道路。

22. 整合空间和单核转录组数据阐明具有抑郁样行为的雌性猕猴的小胶质细胞特异性反应

Integrating spatial and single-nucleus transcriptomic data elucidates microglial-specific responses in female cynomolgus macaques with depressive-like behaviors

2023-07-13; Nature Neuroscience; IF: 24.884; DOI: 10.1038/s41593-023-01379-4

内容概要：通过scRNA-seq和空间转录组学分析有社会压力相关抑郁样行为的雌性猕猴的背外侧前额叶皮层，发现与蜷缩和独坐行为相关的基因模块在皮层浅层的神经元和少突胶质细胞中表达，而与运动和友好行为相关的基因模块则富集在皮层中深层的小胶质细胞和星形胶质细胞中，与抑郁样行为相关的小胶质细胞亚群富集在皮质深层。该研究结果显示了细胞类型和皮质层特异性基因表达变化，并确定了一个与雌性非人灵长类动物抑郁样行为相关的小胶质细胞亚群。

23. 特发性肺纤维化中免疫细胞对成纤维细胞作用的空间解码

Spatial decoding of immune cell contribution to fibroblastic foci in idiopathic pulmonary fibrosis

2023-07-24; American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine; IF: 24.700; DOI: 10.1164/rccm.202303-0372LE

内容概要：采用数字空间分析（digital spatial profiling，DSP）来获得免疫细胞相互作用和肺纤维化病变调节的空间信息。在邻近CD45+细胞普遍存在的“热”病变中发现了与先天免疫细胞和适应性免疫细胞募集相关的富集通路，表明这些病变中细胞类型的活跃多样化。此外，还观察到与晚期/进展性基因特征相关的“冷”病变由驱动转化和分化的典型促纤维化途径主导。

24. 空间转录组学相关电子显微镜揭示大脑损伤的转录和超微结构反应

Spatial transcriptomics-correlated electron microscopy maps transcriptional and ultrastructural responses to brain injury

2023-07-11; Nature Communications; IF: 16.600; DOI: 10.1038/s41467-023-39447-9

内容概要：介绍了一种新的方法，通过在相邻组织切片上集成MERFISH和大面积体积电子显微镜（electron microscopy，EM）技术，将单个细胞的空间定位基因表达与其超微结构形态联系起来，以研究脑损伤后胶质细胞和浸润性T细胞的反应。通过该方法绘制了脱髓鞘脑损伤后单细胞的空间、超微结构和转录重组的综合视图。

25. 人类肾乳头的空间锚定转录组图谱识别结石患者的显著免疫损伤

A spatially anchored transcriptomic atlas of the human kidney papilla identifies significant immune injury in patients with stone disease

2023-07-19; Nature Communications; IF: 16.600; DOI: 10.1038/s41467-023-38975-8

内容概要：通过整合snRNAseq和空间转录组（spatial transcriptomic，ST），创建肾乳头的空间锚定转录组图谱，确定了人类肾乳头特定细胞亚型的空间定位及其随结石病发生的变化。研究发现，矿物质沉积区域是免疫活跃区，由免疫损伤和基质重塑基因组成，这些基因会影响矿化周围区域以外的多种细胞类型。此外，MMP7和MMP9是与结石病及其活动相关的潜在尿液生物标志物。

26. 人类炎性肠病中单细胞空间分辨率下的巨噬细胞和中性粒细胞异质性

Macrophage and neutrophil heterogeneity at single-cell spatial resolution in human inflammatory bowel disease

2023-07-26; Nature Communications; IF: 16.600; DOI: 10.1038/s41467-023-40156-6

内容概要：通过scRNA-seq探究人类炎性肠道，发现患者之间最大的差异出现在髓细胞区，包括巨噬细胞和中性粒细胞。利用单细胞分辨率的人体组织空间转录组学（CosMx空间分子成像）进一步揭示巨噬细胞的多样性。scRNA-seq与单细胞空间分析相结合，体现了涉及巨噬细胞和炎性成纤维细胞的强大通讯网络，进而展示了人类炎性肠病的细胞复杂性，并指出髓细胞和基质细胞是了解患者间异质性的重要细胞亚群。

27. 单细胞和空间转录组学鉴定与骨骼肌纤维化相关的巨噬细胞群

Single-cell and spatial transcriptomics identify a macrophage population associated with skeletal muscle fibrosis

2023-07-07; Science Advances; IF: 13.600; DOI: 10.1126/sciadv.add9984

内容概要：使用scRNA-seq研究健康和肌萎缩症肌肉中巨噬细胞的分子特征，发现肌萎缩症肌肉中主要的巨噬细胞特征是高表达纤维化因子、半乳糖凝集素-3（galectin-3，gal-3）和骨钙蛋白。空间转录组学、计算推断和体外实验表明，巨噬细胞来源的Spp1调节基质祖细胞分化。gal-3+巨噬细胞在肌萎缩症肌肉中长期激活，并在多种人类肌病中升高。这些研究深化了对肌萎缩症中巨噬细胞的认识，揭示了gal-3+作为巨噬细胞和基质祖细胞相互作用的主要调节因子。

06、其他研究Other Research 

28. 人类母体-胎儿界面的空间分辨时间轴

A spatially resolved timeline of the human maternal-fetal interface

2023-07-19; Nature; IF: 49.962; DOI: 10.1038/s41586-023-06298-9

内容概要：采用多组学方法，结合空间蛋白质组学和转录组学的优势，构建了妊娠前半期人类母体-胎儿界面的时空图谱，发现妊娠年龄极大地影响了母体免疫细胞和基质细胞的频率，螺旋动脉重塑（spiral artery remodelling，SAR）的进展与滋养外细胞（extravillous trophoblasts，EVT）的侵袭有优先相关性，为阐明妊娠并发症中母胎耐受性和特异性妊娠反应的病因学干扰提供一个规范性框架。

29. 小鼠器官发生的三维分子结构

Three-dimensional molecular architecture of mouse organogenesis

2023-07-31; Nature Communications; IF: 16.600; DOI: 10.1038/s41467-023-40155-7

内容概要：通过整合空间图谱和相应的单细胞转录组数据，展示小鼠胚胎13.5天的所有主要器官的空间转录组图谱，并通过堆叠切片三维呈现了胚胎形态的分子调控。该研究还提供了哺乳动物器官发育动态性质、空间细胞相互作用、胚胎轴和细胞命运分化的详细分子注释，这将为精确的器官工程和基于干细胞的再生医学奠定基础。

30. 单碱基分辨率的多重酶合成DNA

Multiplex enzymatic synthesis of DNA with single-base resolution

2023-07-07; Science Advances; IF: 13.600; DOI: 10.1126/sciadv.adi0263

内容概要：介绍了一种多重酶合成DNA的方法，该方法使用温和的水性条件和酶代替溶剂和磷酸二酰胺。该研究使用一种合成周期，包括第一步的特定位点硅微机电系统喷墨分配末端脱氧核苷酸转移酶和3' 阻断核苷酸，以及第二步的批量玻片清洗以去除3' 阻断基团。通过在固定的DNA引物基板上重复周期，展示了微观空间控制核酸序列和长度的可能性，这里通过杂交和凝胶电泳进行了检测。这项工作在高度并行的情况下以单个碱基控制的方式酶促合成DNA，具有独特性。

内容 | 沙金

题图设计 | 彭卫

排版 | 小飞鱼

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