聊聊Sci

这篇文章通过结合单细胞和空间转录组学技术，详细阐述了人类早期心脏发育过程中的时空基因表达和细胞动态。研究人员创建了一个高分辨率的人类心脏发育转录组图谱，揭示了从妊娠后第5.5周到第14周期间，31种粗粒度和72种细粒度细胞状态的空间排列，以及它们在不同功能生态位中的组织。该研究提供了关于心脏起搏传导系统、心脏瓣膜和心房隔膜形成的关键见解，并首次在空间上描述了胎儿心脏中的嗜铬细胞群。这项工作为探索人类心脏发...

这篇文章概述了低氧环境（缺氧）在人类肺部发育中扮演的关键角色，它指导肺祖细胞倾向于气道细胞命运，同时抑制肺泡细胞的形成。作者利用组织来源的类器官模型，发现这一过程由缺氧诱导因子（HIF）活性控制，特别是HIF1α和HIF2α具有独特的作用和靶点。此外，该研究还显示缺氧能够将成熟的肺泡II型细胞（AT2）转化为气道样细胞，这表明缺氧既是发育信号，也可能与病理肺部的异常细胞命运改变有关。 References: Dong Z, Wit N, Agar...

这份研究主要关注成人弥漫性胶质瘤（一种常见的脑肿瘤）中的三级淋巴结构 (TLSs)，传统上认为胶质瘤属于“免疫冷”肿瘤。作者在 15% 的胶质瘤中发现了这些结构，并根据其细胞组成和免疫活动将其分为三种亚型：T-low-TLS、B:T-TLS 和PC-TLS。研究发现，具有成熟功能性 TLS（特别是 B:T-TLS 和 PC-TLS）的患者的总生存期有所改善，表明这些结构在胶质瘤的适应性免疫激活中发挥着关键作用。该研究利用多模式空间分析（包括空间转录组学...

这篇文章介绍了星形胶质细胞在脑损伤修复中的关键作用，特别是中风后在病灶边界形成的反应性星形胶质细胞。作者通过单细胞测序和空间转录组学技术，确定了表达干扰素诱导蛋白BST2（骨髓基质细胞抗原2）的星形胶质细胞聚集在损伤边界，并将其归类为干扰素反应性星形胶质细胞。研究核心机制在于，BST2通过激活PKCβII-NF-κB信号通路，上调补体C3的表达和分泌，从而招募表达C3a受体（C3aR）的小胶质细胞。作者发现，对星形胶质细胞特异...

这篇文章详细介绍了作者进行的一项长达 3.3 年的猕猴研究，证明 口服维生素 C 补充剂可以延缓卵巢衰老。研究人员利用单细胞转录组学时钟（single-cell transcriptomic clock）分析发现，维生素 C 减轻了氧化应激、细胞衰老和卵泡损耗 等关键衰老标志。作者提出，这种 延缓衰老的作用部分是通过激活 NRF2 抗氧化途径来实现的 ，从而支持维生素 C 作为一种 有潜力对抗生殖衰老 的营养策略。 References: Jing Y, Lu H, Li J, et al....

这篇文章介绍了一种新颖的人类心脏-巨噬细胞类器官平台（hHMAs），该平台通过将人类多能干细胞衍生的胚胎单核细胞整合到心脏类器官中生成。研究人员利用hHMAs来模拟免疫-心脏相互作用以及心律失常等疾病，证实了组织驻留巨噬细胞（TRMPs）在心脏发育和电传导中的重要作用。通过单细胞转录组学、活体成像和蛋白质组学等多种分析，该研究深入探讨了TRMPs如何通过细胞外囊泡（EVs）和胞葬作用与心肌细胞进行交流。最后，研究者展示了...

这篇文章详细介绍了一种名为 SphereDiff 的三维培养方法，用于高效、稳定地从人多能干细胞中生成高纯度的中脑多巴胺祖细胞（mDAP），这对于帕金森病（PD）的细胞疗法具有重要意义。研究人员开发了 TX-SISBAR（跨移植单细胞分离条形码）技术，以描绘供体细胞移植后的克隆谱系命运，发现丘脑下部祖细胞主要分化为谷氨酸能神经元，而中脑祖细胞则产生多巴胺能神经元和星形胶质细胞。基于这些谱系见解，他们通过逐步激活 WNT 信号优化...

这篇文章介绍了一种名为多分辨率变分推断 (MrVI) 的深度生成模型，旨在处理大规模单细胞基因组学研究中的样本异质性。MrVI 通过解决样本分层和评估组间细胞分子差异这两个核心问题，超越了传统分析中简单地对细胞信息求平均的方法。该模型通过利用反事实分析和分层潜在变量来整合来自多个样本的数据，同时区分感兴趣的协变量和干扰因素。文章随后展示了MrVI在分析COVID-19队列、药物扰动筛选以及克罗恩病（Crohn’s disease） 研究...

该文章主要对弥漫性大B细胞淋巴瘤（DLBCL）的肿瘤免疫微环境进行了多模式空间分析。通过结合空间转录组学和蛋白质组学技术对78个DLBCL肿瘤样本进行研究，文章定义了七种独特的细胞生态位（CNs），这些生态位具有独特的细胞组成和细胞间通信模式，进而影响T细胞和肿瘤B细胞的功能状态。研究发现，不同解剖部位和EB病毒（EBV）感染状态的DLBCL表现出特定的生态位分布和T细胞功能差异，例如在免疫特异部位的DLBCL中，T细胞表现出细胞...

这篇文章介绍了名为 ctyper 的新方法，该方法利用 泛基因组 来对 拷贝数变异 (CNV) 基因进行 等位基因特异性基因分型。ctyper 通过使用 下一代测序 (NGS) 样本中的 泛基因组衍生等位基因 (PAs) 和 无比对 k-mer 计数，解决了大型研究中 CNV 基因序列变异的挑战。报告 基准测试 了 ctyper 在 CNV 和具有医学挑战性的基因上的 高准确性 和 计算效率，并展示了其在预测基因表达方面相比聚合拷贝数和已知 eQTL 位点的 显著改进。研究人...

这篇文章主要聚焦于食管鳞状细胞癌（ESCC）转移的机制研究，特别强调肿瘤微环境（TME）中一种名为GPR116+周细胞的亚群。通过多组学技术，研究人员发现GPR116+周细胞在转移性癌症中数量显著增加，并表现出最强的对外发送信号，尤其与癌细胞的相互作用最为密切。此外，研究确定转录因子 PRRX1 驱动了这种促转移性GPR116+周细胞的分化，而这些细胞通过分泌 EGFL6 蛋白，结合癌细胞上的 整合素 β1，进而激活NF-κB信号通路，促进癌症的...

这篇文章介绍了他们开发的一种名为 MARLIN 的新框架，该框架利用 全基因组DNA甲基化分析 和 人工神经网络 ，实现了对急性白血病的 快速、准确分类 。研究人员首先建立了一个包含 2,540 个样本的综合参考队列，并定义了 38 个甲基化类别，这些类别通常与传统的病理分类和遗传特征相符，同时揭示了疾病的更多 异质性 。通过将MARLIN分类器与 纳米孔测序技术 结合，研究显示可以在 数小时内 对疑似急性白血病患者进行分类，在回顾性和...

这篇研究通过 对 123 个新测序的苔藓植物基因组进行全面的超级泛基因组分析 ，揭示了苔藓植物在经历五亿年进化后，其基因家族多样性显著高于维管植物。研究发现，苔藓植物的 基因组进化主要由持续的新基因创新和微生物基因的水平转移驱动 ，这赋予了苔藓植物丰富的遗传工具包。这些独特的进化机制可能解释了 苔藓植物在各种栖息地（包括极端环境）中的生态适应性和长期成功 。该论文强调了新测序的苔藓植物基因组对于探索陆地生存...

这篇研究文章探讨了基于电子健康记录（EHR）的表型风险评分（PheRS）与多基因评分（PGS）在预测疾病发病风险方面的可推广性和准确性。研究人员利用芬兰（FinnGen）、英国（UKB）和爱沙尼亚（EstB）三个生物样本库的超过八十万个体数据，构建并比较了预测 13 种常见疾病发病风险的模型。关键发现表明，PheRS 模型在不同医疗系统之间具有良好的通用性，并且与 PGS 捕获了大致独立的信息，将两者结合使用可以提高疾病风险预测的准确性...

这篇文章调查了ERG驱动的前列腺癌（PCa）是如何发生的。作者们使用谱系追踪和单细胞分析等方法，发现ERG转位引起的前列腺癌并非起源于常见的腔细胞，而是起源于一种罕见的、共同表达腔细胞基因的基底细胞亚群（BasalLum细胞）。这些BasalLum细胞在ERG激活后，会发展成高度增殖的中间细胞（IM cells），这种状态与较差的预后相关，并最终分化为典型的腔腺癌。重要的是，研究确定了STAT3、KMT2A/MLL1和DOT1L是ERG驱动肿瘤发生所必需...

这篇文章详细介绍了对源自人类肠道的温和噬菌体进行分离、工程改造和生态学研究。研究人员表征了 134 种可诱导的前噬菌体，这些噬菌体来自 252 种人类肠道细菌分离株，旨在增强对噬菌体-宿主相互作用的功能理解。值得注意的是，实验发现仅有少数计算预测的前噬菌体可以被诱导，并且在与人类结肠细胞（Caco2）共培养的合成微生物组中，人类宿主相关产物可能作为前噬菌体诱导剂。研究还表明，多溶源性很常见，并且非功能性整合和切除...

这篇研究报告探讨了皮肤毛细血管相关巨噬细胞（CAMs）的特定类型巨噬细胞如何随年龄增长而选择性减少，以及这种减少如何导致小鼠和人类皮肤毛细血管老化和组织灌注受损。研究人员使用活体双光子显微镜发现，与表皮和下真皮巨噬细胞不同，上真皮的CAMs数量不足以通过局部增殖或重新分布来维持，导致巨噬细胞稀缺的血管微环境。此外，功能实验证明CAMs的吞噬活动对于清除血管碎片和修复毛细血管血流阻塞至关重要，而缺乏CAMs的区域则...

这篇文章详细描述了一项利用基质辅助激光解吸/电离成像质谱 (MALDI-IMS) 和深度学习人工智能 (MET-MAP) 的综合实验-计算工作流程，以绘制小鼠肝脏和小肠中的空间代谢梯度。研究人员发现，在肝小叶和肠绒毛中，超过 90% 的测量代谢物显示出显著的浓度梯度，并结合同位素示踪来追踪代谢活动的区域变化，例如谷氨酰胺和乳酸在三羧酸（TCA）循环中的贡献。一个关键发现是，膳食糖果糖会导致肝脏中央静脉周围区域的三磷酸腺苷（ATP）耗...

这篇文章介绍了一个名为 HippoMaps 的开放获取工具箱和在线数据仓库，旨在为人类海马体提供多尺度绘图和背景化分析。HippoMaps 利用统一的海马体展开方法和形状内在配准能力，聚合了来自不同模态和尺度的海马数据，包括 3D离体组织学、超高场 MRI（9.4-T 和 7-T）、体内结构和静息态功能MRI，以及癫痫患者的 颅内脑电图 (iEEG) 记录。这项工作旨在提供一个标准化的框架，以比较不同方法得出的海马特征，探索结构与功能的关系，并将...

该文章介绍了 precise and accurate Identification Of Native proteoforms (precisION)，这是一款开源软件工具包，旨在克服 天然自上而下质谱（nTDMS） 在识别和量化复杂蛋白质复合物中隐藏的蛋白质修饰方面的挑战。通过利用稳健的、数据驱动的 片段级开放搜索 和 机器学习算法 来过滤噪声，precisION 能够检测到现有方法难以发现的 低丰度或未表征的翻译后修饰（PTMs）。作者们通过应用 precisION 分析了四种具有治疗意义的蛋白...

该研究介绍了一个名为 InterPLM 的系统框架，它利用稀疏自编码器（SAE）从蛋白质语言模型（PLM），特别是 ESM-2 中，提取并分析可解释的特征。作者发现，这些 SAE 特征能够识别出包括结合位点和结构基序在内的数千个生物学概念，这表明 PLM 将概念以叠加的方式存储在神经元中。通过将这些特征与已知生物注释进行对比，该研究证明了 SAE 特征在概念捕获方面的表现远优于原始神经元，并且随着模型规模的扩大，它们能捕获更丰富的生物...

该文章介绍了一种用于活细胞中敏感、同步成像不同单信使RNA（mRNA）的新型工具，即RNA稳定的外壳蛋白（RNA-stabilized coat proteins）。研究人员通过蛋白质工程，设计出了条件稳定的dMCP（去稳定化的MS2外壳蛋白）和dPCP（去稳定化的PP7外壳蛋白）变体，它们在未结合RNA时会被细胞快速降解，从而显著降低了背景荧光。这些探针能够高对比度地观察单个mRNA分子，并实现了双色成像，从而能同时追踪细胞内两种不同的RNA种类，这对于研...

这篇文章介绍了 iSCALE，这是一种新颖的机器学习框架，旨在通过整合来自小捕获区域的空间转录组学 (ST) 数据和来自整个大组织的苏木精和伊红 (H&E) 染色高分辨率图像，来 预测大尺寸组织中的超分辨率基因表达。 iSCALE 克服了现有 ST 平台在成本、分辨率和组织捕获面积方面的局限性。基准测试显示，与传统方法相比，iSCALE 在胃癌和正常胃组织样本中能够 更准确地进行组织分割和基因表达预测。该方法还应用于多发性硬化症 (MS) 人...

这篇文章介绍了 GHIST，这是一个基于深度学习的框架，旨在从常规收集的组织学图像（如苏木精和伊红染色图像，H&E）中，以单细胞分辨率预测空间基因表达 (SGE)。文章指出，虽然空间分辨转录组学 (SRT) 技术提供了生物学洞察，但其高成本限制了广泛应用，因此 GHIST 通过整合多层生物学信息（包括细胞核形态、细胞类型和邻域组成）来克服现有方法的准确性限制。研究人员通过公共数据集和癌症基因组图谱 (TCGA) 数据验证了 GHIST 的性...

这篇文章提供了一项关于 功能连接性 (FC) 映射方法的全面基准测试 ，因为它在神经科学中越来越受欢迎。作者使用多达 239 种成对统计量 来评估不同 FC 矩阵在捕获枢纽、结构-功能耦合、个体指纹识别和脑-行为预测等 规范特征 方面的差异。研究发现，所选统计量对功能网络结构有 显著影响 ，并指出 协方差和精度 等测量方法在许多期望的属性上表现良好。该报告强调，研究人员应根据其 特定的神经生理学机制和研究问题 ，定制成对统计...