单细胞组学技术在肠道健康中的研究进展 被引量：1

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作者 徐彤晓 陈亚南 +4 位作者 王健瑭 皇甫秉欣 班秋实 黄昆仑 贺晓云 《食品科学》 北大核心 2025年第11期343-352,共10页

肠道是动物机体重要的消化器官和免疫器官,负责消化和吸收食物中的营养物质,机体内可以通过激活肠道-器官轴影响消化以外的各种生理过程,健康的饮食可以提供身体所需的营养物质,有助于维持肠道微生物的平衡,从而促进肠道健康;如果饮食不... 肠道是动物机体重要的消化器官和免疫器官,负责消化和吸收食物中的营养物质,机体内可以通过激活肠道-器官轴影响消化以外的各种生理过程,健康的饮食可以提供身体所需的营养物质,有助于维持肠道微生物的平衡,从而促进肠道健康;如果饮食不当,也可能会导致肠道问题,肠道健康状况直接影响机体健康。传统的组学技术是在多细胞基础上进行的,丢失了细胞异质性的信息。而单细胞组学技术能够同时检测和比较单个细胞基因组的表达情况,为研究肠道微生物群落和肠道健康提供了一个全新的视角。本文将对单细胞组学在肠道健康中的应用进行综述,有望为理解肠道的生理功能和机制提供新的见解,为改善人类健康提供科学依据。 展开更多

关键词 单细胞组学 测序 饮食 肠道健康

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单细胞组学视角下的心肌细胞增殖

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作者 曾春雨 付文斌 《陆军军医大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期69-73,共5页

单细胞多组学测序技术是在单细胞分辨率下精确分析细胞异质性和基因调控网络的新技术,提供了全新的视角来分析细胞的分化路径、细胞间的交互调控和细胞亚群的分离现象。心肌再生与修复是逆转心肌损伤后重构的重要研究方向。目前,单细胞... 单细胞多组学测序技术是在单细胞分辨率下精确分析细胞异质性和基因调控网络的新技术,提供了全新的视角来分析细胞的分化路径、细胞间的交互调控和细胞亚群的分离现象。心肌再生与修复是逆转心肌损伤后重构的重要研究方向。目前,单细胞多组学测序技术已应用于心肌再生领域:构建生理和病理条件下心肌再生图谱,探索心肌细胞增殖的分化路径和非心肌细胞对心肌再生的交互作用,建立全新的连续细胞周期分子标志监测的心肌细胞增殖评价体系以及寻找调控心肌细胞增殖的分子开关等,具有广阔的前景。本述评总结了近几年心肌再生领域的最新研究和进展,探讨单细胞技术在心肌再生领域研究中的应用及今后研究的方向,以期为后续研究提供积极合理的参考。 展开更多

关键词 单细胞多组学测序 心肌再生 心肌细胞增殖

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单细胞与空间组学技术在缺血性脑卒中研究中的应用

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作者 朱晓西 王成 余丽梅 《中国生物化学与分子生物学报》 北大核心 2025年第11期1600-1609,共10页

缺血性脑卒中(ischemic stroke,IS)研究因传统技术难以解析细胞异质性及时空动态而面临瓶颈。单细胞与空间组学技术的发展为突破这一局限提供了革命性工具。单细胞组学技术通过对数千个细胞进行高通量测序,揭示了IS后神经元、胶质细胞... 缺血性脑卒中(ischemic stroke,IS)研究因传统技术难以解析细胞异质性及时空动态而面临瓶颈。单细胞与空间组学技术的发展为突破这一局限提供了革命性工具。单细胞组学技术通过对数千个细胞进行高通量测序,揭示了IS后神经元、胶质细胞、免疫细胞等的高度异质性和动态状态转变,例如小胶质细胞存在促炎与抗炎功能亚群,星形胶质细胞呈现不同的活化状态谱系。伪时间分析进一步重构了细胞在损伤修复过程中的命运轨迹。空间组学技术则通过原位捕获重构基因表达的空间图谱,阐明缺血核心区、半暗带和健康脑区之间的分子梯度差异,并能解析关键的细胞间相互作用网络。整合单细胞测序的深度分型与空间组学的原位定位信息是当前核心策略。这种多模态分析能将细胞亚群精准锚定至其空间微环境,揭示其分布规律与功能,并构建更精确的细胞通讯图谱,从而极大推动了对IS机制的精细解析。该策略已加速了潜在生物标志物和时空特异性治疗靶点的发现。尽管面临样本制备、数据整合与技术噪音等挑战,未来通过多学科交叉、多组学融合与人工智能的深度挖掘,单细胞与空间组学技术有望全面革新对IS的认知,最终促进其早期诊断、精准分型及个体化治疗策略的发展。 展开更多

关键词 缺血性脑卒中 单细胞组学 空间组学 生物标志物 精准治疗

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单细胞转录组学视角下的脂肪组织异质性

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作者 王永浪 陈思思 +5 位作者 李奇隆 龚渝 段昕玥 段叶辉 郭秋平 李凤娜 《生物化学与生物物理进展》 北大核心 2025年第4期820-835,共16页

脂肪组织是动物和人体内重要的能量储存场所,具有内分泌调节,参与免疫反应以及为机体提供机械保护等多种功能。根据解剖位置及功能,脂肪组织可分为白色脂肪组织、棕色脂肪组织、米色脂肪组织和粉色脂肪组织等类型。早期脂肪组织研究多... 脂肪组织是动物和人体内重要的能量储存场所,具有内分泌调节,参与免疫反应以及为机体提供机械保护等多种功能。根据解剖位置及功能,脂肪组织可分为白色脂肪组织、棕色脂肪组织、米色脂肪组织和粉色脂肪组织等类型。早期脂肪组织研究多聚焦于其形态和功能的整体特性,但随着单细胞转录组学技术的兴起,揭示了即使在相同条件下,同一种细胞类型在形态、结构、功能和基因表达等方面仍可能表现出显著的差异,即细胞异质性。单细胞转录组学技术如单细胞RNA测序和单细胞核RNA测序,能够从单细胞水平上深入分析脂肪细胞的异质性和多样性,识别可能涉及脂肪细胞功能的新细胞类型和基因表达模式。本综述深入探讨了单细胞转录组学技术在揭示脂肪组织异质性和多样性方面的新进展,并进一步讨论了其在不同细胞亚群间的通讯模式和分化轨迹研究方面的应用,以及在疾病治疗中的潜在作用,为开发新的治疗策略提供了重要指导。 展开更多

关键词 单细胞转录组学 脂肪组织 异质性 细胞相互作用 分化轨迹

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基于单细胞代谢组学探究LncRNA LINC01063对结直肠癌细胞的影响机制

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作者 郭登辉 王梦颖 +3 位作者 赵维坚 赵瑶瑶 郭广生 汪夏燕 《质谱学报》 北大核心 2025年第6期790-799,I0003,共11页

长非编码RNA是人类基因组中长度超过200个核苷酸且不编码蛋白质的功能性RNA分子,广泛参与基因表达调控、染色质修饰、表观遗传调控等生物学过程,并在细胞分化、发育及疾病发生中发挥着重要作用。长非编码RNA LINC01063是一种在结直肠癌... 长非编码RNA是人类基因组中长度超过200个核苷酸且不编码蛋白质的功能性RNA分子,广泛参与基因表达调控、染色质修饰、表观遗传调控等生物学过程,并在细胞分化、发育及疾病发生中发挥着重要作用。长非编码RNA LINC01063是一种在结直肠癌组织中高表达的长非编码RNA,其功能尚未明确。本研究利用完整活单细胞电发射电离质谱装置,考察了LINC01063对结直肠癌细胞DLD-1细胞代谢的影响。通过对1397个DLD-1细胞和1946个干预LINC01063表达的DLD-1细胞进行单细胞代谢组学检测,分别检测到1163、960个代谢物相关离子,共计1254个代谢物相关离子。通过对单细胞代谢数据的降维分析,能够实现LINC01063基因干扰前后DLD-1细胞的区分聚类;同时,对2组细胞中差异代谢物的鉴定和通路分析发现,干扰LINC01063基因主要影响DLD-1细胞的氨基酸代谢和脂质代谢通路。本研究利用基于质谱的单细胞代谢技术,考察了LINC01063干扰前后对结直肠癌细胞的代谢变化.,从单细胞代谢组学的角度阐述了长非编码RNA LINC01063对结直肠癌细胞的影响机制,可为后续研究提供参考。 展开更多

关键词 单细胞代谢组学 质谱 长非编码RNA LINC01063 结直肠癌 基因干扰

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基于色谱-质谱联用技术的单细胞代谢组学分析新进展

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作者 杨金磊 程润松 +2 位作者 赵泊雅 张四纯 张新荣 《质谱学报》 北大核心 2025年第6期713-728,I0002,共17页

单细胞代谢组学可实现细胞内小分子代谢物的实时动态追踪。相较于基因组学和蛋白质组学,单细胞代谢组分析面临代谢物不可扩增、化学性质差异大、丰度范围广及同分异构体分辨难等严峻挑战。随着分析技术的进步,单细胞代谢组学正从直接电... 单细胞代谢组学可实现细胞内小分子代谢物的实时动态追踪。相较于基因组学和蛋白质组学,单细胞代谢组分析面临代谢物不可扩增、化学性质差异大、丰度范围广及同分异构体分辨难等严峻挑战。随着分析技术的进步,单细胞代谢组学正从直接电离质谱向液相色谱-质谱联用(LC-MS)的标准化方法转变,显著提升了代谢物鉴定的准确性和覆盖度。高分辨质谱(HRMS)以及纳流液相色谱-质谱(nanoLC-MS)等技术的发展,提升了从单细胞中检测氨基酸、核苷酸、磷酸化代谢物等极性物质的灵敏度和特异性。脂质组学分析结合色谱、离子淌度谱(IMS)等技术,有效缓解了离子抑制,提高了脂质鉴定的准确性和覆盖度,增强了结构解析能力。未来,通过发展如超临界流体萃取(SFE)等在线前处理技术、开发高度集成的自动化微流控平台、深度整合人工智能算法进行数据挖掘,单细胞代谢组学有望在揭示细胞异质性、指导精准医疗等方面发挥更重要的作用。鉴于色谱-质谱联用技术的单细胞代谢组学是建立在直接进样的单细胞代谢组学基础上的,本文回顾了单细胞代谢组学技术的发展路径,并综述了近年来的进展情况。 展开更多

关键词 单细胞代谢组学 液相色谱-质谱(LC-MS) 高分辨质谱(HRMS) 纳流液相色谱(nanoLC)

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微流控螺旋芯片-质谱联用系统用于单细胞代谢组学分析

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作者 杨燕 牛姗姗 +3 位作者 魏榆珈 陈明丽 魏星 王建华 《质谱学报》 北大核心 2025年第6期780-789,I0003,共11页

为揭示细胞间的代谢异质性,更精准地理解生物过程和疾病机制,本研究构建了一种高通量、无标记、高灵敏度的微流控螺旋芯片-质谱联用平台(μCyESI-MS),用于单细胞水平的代谢组学分析。该平台采用螺旋微流控通道实现细胞单分散聚焦排列,... 为揭示细胞间的代谢异质性,更精准地理解生物过程和疾病机制,本研究构建了一种高通量、无标记、高灵敏度的微流控螺旋芯片-质谱联用平台(μCyESI-MS),用于单细胞水平的代谢组学分析。该平台采用螺旋微流控通道实现细胞单分散聚焦排列,结合鞘液辅助的在线裂解与提取,实现了代谢物的即时释放与高分辨质谱检测,检测通量可达约30 cells/min。利用μCyESI-MS平台对3种典型人癌细胞系(HeLa、HepG2和MCF-7)进行单细胞代谢谱采集,检测并初步鉴定了氨基酸、小分子脂质、核苷酸、糖脂及磷脂等多类代谢物。结果显示,脂质类代谢物在3种细胞类型间存在显著表达差异,特别是磷脂酰胆碱(PC)和鞘磷脂(SM)等结构脂质在细胞类型识别中具有良好的区分能力。该研究表明,μCyESI-MS平台在单细胞层面对复杂代谢特征的高通量检测和异质性解析具有应用潜力。 展开更多

关键词 单细胞代谢组学 微流控芯片 质谱 细胞分型

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单细胞及空间组学技术:解析动物骨骼肌发育进程

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作者 熊明福 孔思远 张永生 《中国生物化学与分子生物学报》 北大核心 2025年第11期1566-1578,共13页

骨骼肌作为机体重要组织(约占体重40%),由肌纤维、肌肉干细胞和内皮细胞等多种细胞类型构成,通过时序与空间特异性调控参与运动、能量代谢及内环境稳态等生理过程。其发育分为胚胎期和出生后两个关键阶段,异常发育可导致肌营养不良等疾... 骨骼肌作为机体重要组织(约占体重40%),由肌纤维、肌肉干细胞和内皮细胞等多种细胞类型构成,通过时序与空间特异性调控参与运动、能量代谢及内环境稳态等生理过程。其发育分为胚胎期和出生后两个关键阶段,异常发育可导致肌营养不良等疾病,并直接影响畜禽肉类的产量与品质。近年来,单细胞转录物组学(scRNA-seq)与空间组学的结合(单细胞空间组学技术),为解析骨骼肌发育的时空动态调控网络及细胞间相互作用提供了高分辨率研究工具。本文综述了骨骼肌发育的分子机制及其在畜牧育种中的应用价值,系统梳理了单细胞组学、空间组学及单细胞空间组学技术在骨骼肌发育中的研究进展、分析流程、数据资源及未来方向。其中,单细胞组学可通过拟时序分析和RNA速度分析等手段,揭示牛、猪、藏鸡等不同畜禽骨骼肌细胞异质性和肌纤维分化轨迹,鉴定MYF5、MYOD 1等关键转录因子及FGF7-FGFR 2等细胞通讯通路,同时解析品种间成肌细胞分化时机、细胞组成比例的分子差异;空间组学依托Visium、Seq-Scope等技术,实现小鼠、大西洋鲑鱼及肉鸡病理模型中基因表达的空间定位,明确神经肌肉接头区域特异性基因、炎症-纤维化级联反应的空间分布规律,弥补单细胞技术空间背景丢失的缺陷;单细胞空间组学技术虽直接应用案例有限,但已通过MERFISH技术解析面肩肱型肌营养不良症成肌细胞命运异常,且在技术选择上需结合研究目标、分子模态及分辨率需求,数据分析需通过DCA降噪、RCTD细胞类型映射等方法应对数据稀疏性等挑战。此外,本文还汇总了HCA、PanglaoDB等16个肌肉发育相关数据库,探讨了三类技术在成肌细胞命运定向调控、生长周期精准干预、微环境相互作用改良及多组学遗传育种模型开发等方面的潜在应用,为骨骼肌发育基础研究与畜牧产业实践提供更全面、细致的理论参考与技术支撑。 展开更多

关键词 骨骼肌发育 单细胞转录物组学 空间组学 细胞异质性 畜牧育种

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单细胞蛋白质组学描绘人原代CD8^(+)T细胞蛋白图谱

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作者 李春雨 张越阳 +1 位作者 张汉卿 叶慧 《质谱学报》 北大核心 2025年第6期859-867,I0006,共10页

本研究建立了针对单个人原代CD8^(+)T细胞的单细胞蛋白质组学分析方法。采用CellenONE全自动单细胞分选仪,实现对单细胞的温和、精准分离,使用timsTOF Ultra 2质谱仪进行蛋白质及翻译后修饰的高灵敏鉴定。结果表明,从单个人原代CD8^(+)... 本研究建立了针对单个人原代CD8^(+)T细胞的单细胞蛋白质组学分析方法。采用CellenONE全自动单细胞分选仪,实现对单细胞的温和、精准分离,使用timsTOF Ultra 2质谱仪进行蛋白质及翻译后修饰的高灵敏鉴定。结果表明,从单个人原代CD8^(+)T细胞中鉴定到2500余种蛋白质和16000余条肽段;蛋白亚细胞定位分析显示其分布主要为细胞质(1186个)、细胞核(891个)、线粒体(261个)及细胞膜(181个)。翻译后修饰分析显示,在单个细胞中鉴定到32种磷酸化、64种甲基化及356种乙酰化修饰蛋白。功能富集分析表明,所鉴定到的蛋白质功能主要富集于核糖体与免疫相关通路。综上,本研究描绘了人原代CD8^(+)T细胞的蛋白质组组成及翻译后修饰谱,证实了单细胞蛋白质组学技术在解析单细胞复杂生命活动方面的应用潜力。 展开更多

关键词 单细胞蛋白质组学 人原代CD8^(+)T细胞 翻译后修饰 质谱

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基于靶标确证与单细胞多组学的天然产物机制研究进展

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作者 陈娜娜 杜昊杰 孙洋 《中国药理学通报》 北大核心 2025年第6期1032-1040,共9页

天然产物是新药研发的宝库,越来越多的天然产物在各种疾病中显示出巨大的治疗潜力。单细胞多组学技术包括单细胞基因组学、单细胞转录组学、单细胞蛋白质组学、单细胞表观组学等,是对单个细胞进行多方面分析和研究的方法,能够获得更全... 天然产物是新药研发的宝库,越来越多的天然产物在各种疾病中显示出巨大的治疗潜力。单细胞多组学技术包括单细胞基因组学、单细胞转录组学、单细胞蛋白质组学、单细胞表观组学等,是对单个细胞进行多方面分析和研究的方法,能够获得更全面、更准确的单细胞数据,在天然产物靶标领域研究提供了更深入的视角。该文总结了用于识别和验证天然产物靶点的方法和新兴技术,并总结了新兴技术如单细胞多组学和人工智能在天然产物药理学研究中的应用。通过将靶标识别和单细胞多组学的最新研究技术结合,更深入地阐明天然产物的作用机制,加速中医药的创新并推动其产业化和国际化。 展开更多

关键词 天然产物 靶标识别 靶标验证 单细胞多组学 小分子探针 人工智能

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基于有机质谱流式的高血压大鼠心脏单细胞代谢组学研究

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作者 曾海深 谢宇君 +6 位作者 林俊浩 徐蕙 刘宁 杨运云 靳利利 邓洁薇 栾天罡 《质谱学报》 北大核心 2025年第6期838-848,I0005,共12页

高血压导致的心肌代谢紊乱是心血管疾病的重要病理基础,但其单细胞水平的代谢特征尚未明确。本研究建立了基于有机质谱流式系统(CyESI-MS)的高血压大鼠心脏单细胞代谢组学方法。通过对大鼠心脏组织进行解离,制备高活性细胞悬液;采用CyES... 高血压导致的心肌代谢紊乱是心血管疾病的重要病理基础,但其单细胞水平的代谢特征尚未明确。本研究建立了基于有机质谱流式系统(CyESI-MS)的高血压大鼠心脏单细胞代谢组学方法。通过对大鼠心脏组织进行解离,制备高活性细胞悬液;采用CyESI-MS对自发性高血压大鼠(SHR)和正常大鼠的原代心脏细胞进行代谢组学分析。从单细胞层面共鉴定出70种内源性代谢物,其中34种呈显著差异(|log_(2)FC|≥1,p<0.05)。通路富集分析结果表明,甘油磷脂代谢,苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成,苯丙氨酸代谢,组氨酸代谢,牛磺酸和次牛磺酸代谢为核心紊乱通路。本研究在单细胞分辨率上证实了高血压大鼠心脏存在特征性代谢重编程,可为心血管疾病的机制研究提供依据。 展开更多

关键词 有机质谱流式(CyESI-MS) 高血压 心脏细胞 单细胞代谢组学 生物标志物

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利用单细胞转录组揭示牛窦卵泡发育微环境异质性及动态调控网络

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作者 田甜 徐鸿 +6 位作者 贾海涛 王琛 刘莹 梁婧虹 张雨晴 袁宝 姜昊 《浙江大学学报(农业与生命科学版)》 北大核心 2025年第5期722-733,共12页

窦卵泡发育调控涉及多层机制,其研究受制于对卵泡真实的微环境及关键分子事件的低效捕捉。本研究利用单细胞RNA测序(single-cell RNA sequencing,scRNA-seq)技术,绘制了常用牛体外胚胎生产的3~8 mm卵泡单细胞图谱,并探讨了卵泡细胞异质... 窦卵泡发育调控涉及多层机制,其研究受制于对卵泡真实的微环境及关键分子事件的低效捕捉。本研究利用单细胞RNA测序(single-cell RNA sequencing,scRNA-seq)技术,绘制了常用牛体外胚胎生产的3~8 mm卵泡单细胞图谱,并探讨了卵泡细胞异质性、差异表达基因、细胞发育分化轨迹及细胞通信等分子特征。结果表明:颗粒细胞、基质细胞、卵泡膜细胞、平滑肌细胞、内皮细胞和免疫细胞6种细胞[细胞标志物分别为抗米勒管激素(anti-Müllerian hormone,AMH)、核心蛋白聚糖(decorin,DCN)、类固醇生成急性调节蛋白(steroidogenic acute regulatory protein,STAR)、ACTA2(actin alpha 2,smooth muscle)、血管性血友病因子(von Willebrand factor,VWF)、CD14]参与构成牛窦卵泡微环境,其中颗粒细胞是驱动窦卵泡发育的关键细胞类群。颗粒细胞的4个亚群[细胞标志物分别为细胞色素P450家族19亚家族A成员1(cytochrome P450 family 19 subfamily A member 1,CYP19A1)、POU类5同源框1(POU class 5 homeobox 1,POU5F1)、着丝粒蛋白F(centromere protein F,CENPF)、成纤维细胞生长因子10(fibroblast growth factor 10,FGF10)]高度异质,并呈现出“信号转导→转录调控→增殖分裂→功能成熟”的分化轨迹,协同抑制素/抑制素βA(inhibin/inhibin beta A,INH/INHBA)及其他免疫调节通路的激活,重塑牛卵泡发育微环境并驱动卵泡选择程序的开启。此外,在单细胞水平上提供了卵泡膜细胞内外层结构分化路径和淋巴内皮细胞存在的分子证据。本研究结果为深入解析牛窦卵泡发育调控机制及优化牛体内外胚胎生产技术体系提供了新视角。 展开更多

关键词 卵泡发育 单细胞转录组学 细胞异质性 颗粒细胞 卵泡微环境 牛

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单细胞代谢组质谱分析揭示阿霉素在乳腺癌细胞中的作用机制

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作者 魏雨萱 童乐 +1 位作者 夏丹丹 江德臣 《质谱学报》 北大核心 2025年第6期816-825,I0004,共11页

阿霉素(DOX)被广泛应用于三阴性乳腺癌的临床化疗中,但其作用机制尚未完全阐明。本文采用基于纳米毛细管的电喷雾电离质谱(ESI-MS)技术,对单个乳腺癌细胞(MDA-MB-231)进行原位胞浆采样和代谢物鉴定,在单细胞水平解析阿霉素的作用机制。... 阿霉素(DOX)被广泛应用于三阴性乳腺癌的临床化疗中,但其作用机制尚未完全阐明。本文采用基于纳米毛细管的电喷雾电离质谱(ESI-MS)技术,对单个乳腺癌细胞(MDA-MB-231)进行原位胞浆采样和代谢物鉴定,在单细胞水平解析阿霉素的作用机制。通过正交偏最小二乘判别分析,实现了阿霉素处理组与对照组单细胞代谢物谱的显著区分,并筛选出变量投影重要性值大于1的差异代谢物。结果表明,阿霉素给药后,5-脱氧核糖-1-磷酸、L-丙氨酸、L-谷氨酸和琥珀酸等代谢物水平显著上调;同时,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢通路被显著富集,表明阿霉素通过诱导DNA损伤及干扰氨基酸代谢发挥抗肿瘤作用。本工作从单细胞角度揭示了阿霉素的抗癌机制,可为在单细胞水平研究其他肿瘤代谢提供技术参考。 展开更多

关键词 单细胞代谢组学 纳米毛细管 电喷雾电离质谱(ESI-MS) 乳腺癌 阿霉素(DOX)

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基于单细胞转录组学测序的巨噬细胞在肝硬化-肝癌疾病进展中的功能研究 被引量：5

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作者 任凌萱 卢子琪 +1 位作者 齐威 冯志杰 《中国全科医学》 北大核心 2024年第29期3654-3663,共10页

背景肝脏巨噬细胞在构建宿主防御机制及维持机体内环境稳定中发挥重要作用,也是参与肝脏损伤和修复的重要细胞成分。单核细胞来源的巨噬细胞在基因调控以及具体功能方面与肝脏固有巨噬细胞不尽相同。90%以上的原发性肝癌发生在肝硬化的... 背景肝脏巨噬细胞在构建宿主防御机制及维持机体内环境稳定中发挥重要作用,也是参与肝脏损伤和修复的重要细胞成分。单核细胞来源的巨噬细胞在基因调控以及具体功能方面与肝脏固有巨噬细胞不尽相同。90%以上的原发性肝癌发生在肝硬化的基础上,巨噬细胞在肝硬化及肝癌疾病进展中的动态变化规律值得探讨。目的解析不同来源肝脏巨噬细胞的转录组学差异,分析巨噬细胞在肝硬化-肝癌疾病进展中的动态变化规律,探索预防肝硬化进展为肝癌的潜在策略。方法本研究通过从GEO数据库获取健康、肝硬化及肝癌组织的单细胞转录组学数据。健康及肝硬化数据来自GEO数据库GSE136103数据集,取自5例健康肝脏以及5例肝硬化肝脏的数据。肝癌数据来自GEO数据库GSE149614数据集,取自10例肝癌患者的数据。通过Seurat软件包分别对肝硬化及肝癌样本的数据进行聚类,鉴定各个细胞类型。将肝硬化样本中的3簇巨噬细胞亚群提取后,分析各个亚群前200个特异性表达基因,应用Metascape在线分析软件对各亚簇特异性表达基因进行功能分析。提取巨噬细胞亚群肝硬化特异性表达基因,通过KEGG功能分析探究巨噬细胞在肝硬化中的功能。将肝硬化以及肝癌单细胞转录组数据通过CellChat软件包进行细胞间相互作用分析,对比肝硬化与肝癌样本巨噬细胞的细胞通讯的差异。将健康对照、肝硬化以及肝癌三者不同来源的巨噬细胞通过Harmony软件包去批次效应,之后导入Monocle软件包进行伪时序分析,构建健康肝脏-肝硬化肝脏-肝癌巨噬细胞的演变轨迹。利用limma软件包找寻在健康肝脏-肝硬化肝脏-肝癌巨噬细胞的演变过程中连续上调以及下调的基因,并进行功能富集分析。结果对所有细胞进行无监督聚类,根据标记基因表达情况,共提取出3个巨噬细胞亚簇(分别为Mac1,Mac2和Mac3)。其中Mac1起源于组织驻留巨噬细胞(Kupffer细胞),Mac2以及Mac3起源于血液单核细胞,并且其数量在肝硬化组织中明显增多。在肝硬化组织中的Mac1表现了适应性免疫系统相关功能的上调,Mac2以及Mac3亚群均表现出吞噬体相关功能以及抗原提呈功能的下调。肝硬化与肝癌样本中巨噬细胞与其他类型细胞的通讯存在巨大的差异。某些细胞间通讯仅发生于肝硬化巨噬细胞中,这包括干扰素Ⅱ(IFN-Ⅱ)以及CD40等信号通路的细胞通讯。经过去批次效应的处理后,对健康肝脏、肝硬化肝脏以及肝癌巨噬细胞进行伪时序分析,结果提示三组数据存在特定的时序关系。本研究发现81个在该过程中连续下调的基因,然而未发现在健康肝脏-肝硬化肝脏-肝癌巨噬细胞演变过程中连续上调的基因。功能分析提示连续下调基因存在对细菌免疫反应的功能富集。结论肝硬化巨噬细胞可以分为3个亚群,其中Mac1来自肝脏固有Kupffer细胞,Mac2、Mac3来自血液单核细胞。肝硬化中诸多免疫相关细胞通讯例如IFN-Ⅱ以及CD40通路在肝癌中消失。健康肝脏-肝硬化肝脏-肝癌巨噬细胞演变过程存在对细菌免疫反应的持续下调,这可能加重了门脉高压造成的肠道菌群位移的危害。对于肝硬化患者,尽早地治疗门脉高压造成的肠漏,可能是重要的治疗策略。 展开更多

关键词 巨噬细胞 肝硬化 肝纤维化 肝肿瘤 单细胞转录组学测序 细胞间相互作用

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基于单细胞代谢组学的他莫昔芬抗乳腺癌作用机制研究 被引量：3

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作者 仇小丹 张翼 白玉 《质谱学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期785-792,I0003,共9页

雌激素受体阳性型是乳腺癌最常见的亚型,以他莫昔芬为代表的内分泌治疗是针对该亚型乳腺癌患者的主要治疗手段。然而,乳腺癌是一种高度异质性的疾病,部分患者在接受他莫昔芬治疗后仍然面临复发的风险。本研究利用单细胞流式质谱装置,考... 雌激素受体阳性型是乳腺癌最常见的亚型,以他莫昔芬为代表的内分泌治疗是针对该亚型乳腺癌患者的主要治疗手段。然而,乳腺癌是一种高度异质性的疾病,部分患者在接受他莫昔芬治疗后仍然面临复发的风险。本研究利用单细胞流式质谱装置,考察他莫昔芬作用下MCF-7细胞代谢产物的变化情况。结果表明,在正、负离子模式下分别鉴定到576、480种代谢物,在对照组和他莫昔芬给药组的细胞中分别鉴定到811、776种代谢物。其中,在负离子模式下检测到的代谢物能够实现他莫昔芬给药前后MCF-7细胞的显著区分。在他莫昔芬作用下,MCF-7细胞中共有28种代谢物含量上调,59种代谢物含量下调,主要影响氨基酸代谢、核苷酸代谢等代谢通路。本研究利用基于质谱的单细胞代谢组学技术考察他莫昔芬对乳腺癌细胞产生的代谢变化,从单细胞代谢组学角度阐明他莫昔芬抗雌激素受体阳性型乳腺癌的作用机制,可为研究其他药物的作用机制提供参考。 展开更多

关键词 单细胞代谢组学 质谱 乳腺癌 他莫昔芬

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单细胞多组学测序技术在缺血性脑卒中研究中的应用 被引量：3

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作者 孟倩 王依玟 +3 位作者 崔娜 白敏 杨乐 丁一 《中国临床药理学与治疗学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期690-699,共10页

缺血性脑卒中是一种致残率和死亡率较高的急性脑血管疾病,是中国最常见的死亡原因。尽管已有多年研究,但是仍没有脑卒中生物标志物,其分子机制在很大程度上仍不清楚。近十年来,单细胞测序技术作为高速发展起来的一门新兴技术,能够在单... 缺血性脑卒中是一种致残率和死亡率较高的急性脑血管疾病,是中国最常见的死亡原因。尽管已有多年研究,但是仍没有脑卒中生物标志物,其分子机制在很大程度上仍不清楚。近十年来,单细胞测序技术作为高速发展起来的一门新兴技术,能够在单个细胞水平上对基因组、转录组、表观遗传组、蛋白组等多组学联合进行高通量测序,为发现生物标志物及解析病理机制提供了新途径。本文详细介绍了单细胞多组学测序技术的进展及其在发现缺血性脑卒中的生物标志物及病理机制等方面的应用,以期为缺血性脑卒中的精准医疗提供有价值的参考。 展开更多

关键词 缺血性脑卒中 单细胞测序 单细胞多组学 生物标志物 精准医疗

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单细胞多组学技术和应用 被引量：1

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作者 张静 江燕 訾晓渊 《海军军医大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期161-167,共7页

单细胞多组学技术是指结合多种不同的生物学技术,对单个细胞进行多方面的分析和研究,从而获得更全面、更准确的单细胞数据。该技术包括单细胞基因组学、单细胞转录组学、单细胞蛋白质组学、单细胞表观组学等。单细胞多组学技术的发展为... 单细胞多组学技术是指结合多种不同的生物学技术,对单个细胞进行多方面的分析和研究,从而获得更全面、更准确的单细胞数据。该技术包括单细胞基因组学、单细胞转录组学、单细胞蛋白质组学、单细胞表观组学等。单细胞多组学技术的发展为我们提供了一种更加精确理解生物体内复杂的细胞类型和功能的方式,尤其是对于异质性细胞群体中少数的特殊细胞类型如干细胞或罕见癌细胞,具有非常重要的应用价值。通过融合不同技术获得的信息,单细胞多组学可以更准确地描述单个细胞在多个生命事件和过程中的状态与变化,为生命科学的研究提供更加全面和深入的视角。本文系统概述了目前代表性单细胞多组学技术的发展现状,总结了其在生物学研究中的重要应用和巨大潜力。 展开更多

关键词 单细胞测序 单细胞多组学 基因组学 转录组学 蛋白质组学 表观组学 异质性

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利用无标记单细胞蛋白质组学方法构建小鼠外周血单个核细胞的细胞图谱

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作者 黄玉滢 于成鲲 +1 位作者 刘斯奇 任艳 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期150-157,共8页

采用抗体荧光标记法分离出T细胞、 B细胞、自然杀伤细胞和树突状细胞.使用CellenONE单细胞分选系统分选出相应的单细胞,在分选过程中应用了质谱兼容的肽段包被单细胞蛋白质组学(Mad-CASP)技术.将高疏水性肽段预先加入至分选的孔板中,从... 采用抗体荧光标记法分离出T细胞、 B细胞、自然杀伤细胞和树突状细胞.使用CellenONE单细胞分选系统分选出相应的单细胞,在分选过程中应用了质谱兼容的肽段包被单细胞蛋白质组学(Mad-CASP)技术.将高疏水性肽段预先加入至分选的孔板中,从而减少了蛋白在孔板和色谱柱上的吸附.提取出单细胞蛋白并进行酶解,采用液相色谱-质谱联用(LC-MS/MS)技术对获得的肽段进行数据采集,并利用Maxquant软件中的谱图库及“运行中匹配”功能进行了蛋白质的搜库鉴定.采用维恩图和统一流形近似与投影(UMAP)技术分析了4种细胞的蛋白表达差异,对细胞的特异性蛋白进行了分子特征数据库小鼠免疫通路富集,并对计数排序前2名的通路进行了分析,同时利用模糊C均值聚类方法和京都大学基因与基因组数据库(KEGG)通路富集分析了免疫细胞共享蛋白定量值的变化,绘制了专属于小鼠外周血单个核细胞的单细胞蛋白质组学图谱.研究结果对深入理解免疫细胞的功能特征和发现疾病相关的关键蛋白标记物具有重要价值. 展开更多

关键词 小鼠外周血单个核细胞 质谱兼容的肽段包被单细胞蛋白质组学 细胞图谱

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基于质谱的单细胞分辨的空间蛋白质组学新技术研究 被引量：1

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作者 沈枫林 冯兆莹 +3 位作者 方静 张磊 刘晓慧 周新文 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期48-60,共13页

细胞的异质性普遍存在,单细胞及单细胞分辨的空间蛋白质组学的研究能够帮助人类更加深入地了解疾病机理.然而,受限于单细胞中蛋白含量低以及检测技术灵敏度等问题,单细胞分辨的蛋白质组学的发展面临着一系列重大技术挑战.近年来,随着质... 细胞的异质性普遍存在,单细胞及单细胞分辨的空间蛋白质组学的研究能够帮助人类更加深入地了解疾病机理.然而,受限于单细胞中蛋白含量低以及检测技术灵敏度等问题,单细胞分辨的蛋白质组学的发展面临着一系列重大技术挑战.近年来,随着质谱仪器的灵敏度、分辨率和扫描速度等方面的提升,许多新的基于质谱的单细胞分辨率的空间蛋白组学新技术被开发出来,并用于定量单个细胞中数千种的蛋白,给疾病、环境和医药等研究领域提供了高分辨的数据,具有广阔的应用前景.本文综合评述了这些基于质谱的单细胞分辨率的空间蛋白质组学的新技术,并对其未来的发展趋势进行了展望. 展开更多

关键词 单细胞蛋白质组学 空间蛋白质组学 质谱技术

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基于质谱的单细胞蛋白质组学技术的发展及应用

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作者 顾蕾 张誉露 +2 位作者 唐尚睿 于浩月 李辰 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期125-141,共17页

单细胞多组学技术为生命科学和医学注入新的活力,能够从更微观的细胞尺度、更高维的时空角度、更交叉的组学视野来探索生命的未知、拓展医学的边界。单细胞蛋白质组学是从时间和空间上研究单个或单一类型细胞的蛋白质表达异质性。尽管... 单细胞多组学技术为生命科学和医学注入新的活力,能够从更微观的细胞尺度、更高维的时空角度、更交叉的组学视野来探索生命的未知、拓展医学的边界。单细胞蛋白质组学是从时间和空间上研究单个或单一类型细胞的蛋白质表达异质性。尽管存在通量、灵敏度、分辨率等技术难点,基于质谱的细胞尺度的时空蛋白质组学技术凭借无偏检测、鉴定种类多、定量准确等特点而备受关注。本文综述了近年来单细胞蛋白质组学的发展,从单细胞分选、样品前处理、质谱检测和数据分析四个方面介绍相关技术进展,并探讨了其在生命科学与医学等研究中的应用,展望了未来面临的挑战和发展前景。在单细胞水平上进行时空蛋白质组学研究的挑战与机遇并存,而新兴的单细胞蛋白质组学技术无疑将为相关研究领域提供新的思路方法、认知线索和多模态数据等宝贵资源。 展开更多

关键词 单细胞蛋白质组学 质谱 细胞尺度的时空蛋白质组学技术

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