单细胞RNA测序在乳源细胞中的应用研究与进展

1

作者 任佳慧 张珍珍 +6 位作者 罗昌俊 王辉 王秋颖 姬雅静 乔为仓 赵军英 陈历俊 《食品科学》 北大核心 2025年第20期432-441,共10页

乳中含有乳腺上皮细胞、免疫细胞和多能干细胞等异质性细胞群体,这些细胞不仅参与营养合成与分泌,还在免疫防御、组织修复及发育中发挥作用,直接影响乳品质及母婴健康。单细胞RNA测序(single-cell RNA sequencing,scRNA-seq)技术的出现... 乳中含有乳腺上皮细胞、免疫细胞和多能干细胞等异质性细胞群体,这些细胞不仅参与营养合成与分泌,还在免疫防御、组织修复及发育中发挥作用,直接影响乳品质及母婴健康。单细胞RNA测序(single-cell RNA sequencing,scRNA-seq)技术的出现使研究者能够在单细胞水平上绘制乳源细胞图谱,揭示泌乳调控网络与细胞互作机制,为优化乳源品质和母婴干预提供了新工具。本综述主要梳理了人和牛乳的主要细胞类型及功能,以及当前scRNA-seq技术在乳源细胞的应用情况,旨在为进一步研究乳源细胞的泌乳机制提供参考。 展开更多

关键词 单细胞rna测序 哺乳动物 乳源细胞 乳制品 母婴健康

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单细胞RNA测序技术在乳腺发育及相关疾病中的应用进展

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作者 文诗仪 胡杨 +2 位作者 陈翔宇 周建大 李萍 《中南大学学报(医学版)》 北大核心 2025年第6期1080-1087,共8页

乳腺细胞亚群的时空异质性作为乳腺细胞生理发育、病理演变及乳腺肿瘤发生和发展的核心生物学基础,但其复杂的调控机制尚未完全阐明。单细胞RNA测序(single-cell RNA sequencing,scRNA-seq)技术凭借其高分辨率的优势,为解析乳腺细胞异... 乳腺细胞亚群的时空异质性作为乳腺细胞生理发育、病理演变及乳腺肿瘤发生和发展的核心生物学基础,但其复杂的调控机制尚未完全阐明。单细胞RNA测序(single-cell RNA sequencing,scRNA-seq)技术凭借其高分辨率的优势,为解析乳腺细胞异质性提供了强大的工具。该技术能够构建高精度乳腺细胞图谱,准确鉴定不同细胞亚群,并重构从干/祖细胞向功能性上皮细胞分化的轨迹。通过揭示细胞命运决定的转录调控网络、细胞间的通讯模式以及微环境的动态互作,scRNA-seq不仅深化了人们对乳腺发育分子机制的理解,也为阐明乳腺癌、巨乳症等相关疾病的发病机制提供了新视角。scRNA-seq在发现疾病早期分子标志物、解析肿瘤异质性与治疗抵抗机制方面展现出巨大潜力。总结scRNA-seq技术在乳腺细胞异质性研究中的应用进展,并整合空间组学等多模态数据,可为揭示乳腺发育及相关疾病的分子机制和制订精准治疗策略提供关键证据和新思路。 展开更多

关键词 单细胞rna测序 乳腺发育 乳腺癌 巨乳症 转录组学 胚胎多能祖细胞

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单细胞RNA测序在骨再生研究中的应用

3

作者 黄紫晗 黄心智 《上海交通大学学报(医学版)》 北大核心 2025年第8期1053-1058,共6页

骨再生是恢复骨稳态的关键,涉及多种细胞的有序协作,过程复杂,类型多样。理清各阶段分子机制以开发促骨再生新方案是该学科的发展方向。传统高通量测序常以整体转录组为研究对象,丢失细胞水平信息。单细胞RNA测序技术通过反映单个细胞中... 骨再生是恢复骨稳态的关键,涉及多种细胞的有序协作,过程复杂,类型多样。理清各阶段分子机制以开发促骨再生新方案是该学科的发展方向。传统高通量测序常以整体转录组为研究对象,丢失细胞水平信息。单细胞RNA测序技术通过反映单个细胞中RNA表达水平,使分析亚群异质性成为可能。基于已绘制的单细胞图谱,还可根据实际需要结合特定算法模拟细胞分化轨迹,助力更深入的机制研究。借助该技术,已在不同类型的长骨、颅颌面骨再生过程中识别出关键细胞亚群,鉴定了特征性细胞标志物与潜在疾病诊断指标,对比了炎症、衰老等背景下的再生差异,探究了部分引导骨再生术的成骨机制,揭示了不同材料促骨再生差异性。该文综述了单细胞RNA测序在长骨、颅颌面骨再生及骨组织工程中的应用,总结了其在解析细胞异质性、基因调控和微环境作用方面的贡献,梳理通过测序已鉴定的核心细胞亚群与功能,指出当前研究的局限性,并展望了该技术未来在骨再生中的应用前景,有望为后续相关研究提供全新视角。 展开更多

关键词 单细胞rna测序 骨再生 颅颌面骨 骨组织工程

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基于单细胞RNA测序数据的基因调控网络推断算法综述

4

作者 张少强 潘镜伊 《天津师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期1-12,共12页

通过基因表达的变化可以推断基因调控网络.单细胞RNA测序(scRNA-seq)为推断细胞周期或分化等时间依赖性生物过程的基因调控网络提供了新的可能性,基于scRNA-seq数据的基因调控网络推断算法成为一个相对活跃的研究方向.本文首先对26种基... 通过基因表达的变化可以推断基因调控网络.单细胞RNA测序(scRNA-seq)为推断细胞周期或分化等时间依赖性生物过程的基因调控网络提供了新的可能性,基于scRNA-seq数据的基因调控网络推断算法成为一个相对活跃的研究方向.本文首先对26种基因调控网络推断算法进行介绍,包括3种针对批量RNA测序数据的推断算法和23种针对scRNA-seq数据的推断算法(基于布尔网络的算法2种、基于微分方程的算法3种、基于伪时序基因相关性集成策略的算法5种、基于共表达基因的算法4种、基于细胞特异性的算法3种、基于深度学习的算法6种),详细描述了每类算法的方法原理和算法优缺点,对算法进行综合比较;然后分析了推断算法比较研究的相关成果,并使用scRNA-seq数据简单评估了26种算法的性能;最后探讨当前基因调控网络推断算法面临的机遇与挑战. 展开更多

关键词 基因调控网络 单细胞rna测序 网络推断算法 深度学习

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基于分类自动编码器的单细胞RNA测序数据降维方法scAC

5

作者 唐勇轩 梁潇 骆嘉伟 《南京大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2024年第6期920-929,共10页

单细胞RNA测序(Single-cell RNA sequencing,scRNA-seq)技术使研究人员可以在单细胞分辨率下测量转录组范围内的基因表达,并逐渐改变了人们对细胞生物学和人类疾病的认识.单细胞测序数据的高变异性、高稀疏性和高维度性严重阻碍了其下... 单细胞RNA测序(Single-cell RNA sequencing,scRNA-seq)技术使研究人员可以在单细胞分辨率下测量转录组范围内的基因表达,并逐渐改变了人们对细胞生物学和人类疾病的认识.单细胞测序数据的高变异性、高稀疏性和高维度性严重阻碍了其下游分析,降维对于高维scRNA-seq数据的可视化和下游分析至关重要.然而,现有的单细胞降维算法没有充分考虑细胞之间的关系,也没有联合优化降维和聚类任务.为了克服这些局限性,面向单细胞RNA测序数据,以机器学习技术为手段,进行了基于自动编码器的降维算法研究.现有的降维算法大多没有使用伪标签来监督编码器的训练过程,导致降维数据的同时丢失了细胞间信号,提出了基于分类自动编码器的细胞降维算法.该算法结合了分类自动编码器和深度嵌入聚类来生成基因表达矩阵的低维表示.实验结果表明,与其他六种基准测试算法相比,该算法在一系列下游scRNA-seq分析任务中显示了具有竞争力的性能. 展开更多

关键词 分类自动编码器 细胞降维 深度嵌入聚类 单细胞rna测序 机器学习

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单细胞RNA测序技术在肺癌肿瘤微环境研究中的进展 被引量：4

6

作者 王衍鸿 罗斌 +3 位作者 王卓 阙祖俊 蒋雷 田建辉 《中国肺癌杂志》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期441-450,共10页

免疫微环境对肿瘤的发生发展起着关键作用。近年来,随着高通量测序技术的飞速发展,研究人员对肿瘤微环境中的免疫细胞组成及其功能有了更深入的了解。然而,传统的群体测序技术难以解析单个细胞层面的异质性,限制了对肿瘤微环境复杂性的... 免疫微环境对肿瘤的发生发展起着关键作用。近年来,随着高通量测序技术的飞速发展,研究人员对肿瘤微环境中的免疫细胞组成及其功能有了更深入的了解。然而,传统的群体测序技术难以解析单个细胞层面的异质性,限制了对肿瘤微环境复杂性的全面理解。单细胞RNA测序技术的兴起,为揭示肺癌免疫微环境的异质性带来了新的机遇。当前以T细胞为中心的免疫治疗在临床中容易出现免疫原性耐药或者免疫相关性肺炎等影响预后的副作用,其关键因素是肿瘤微环境中免疫细胞与肿瘤细胞的相互作用发生了变化。而单细胞RNA测序技术可以从细胞间互作、拟时序分析等角度揭示肿瘤微环境中不同亚群间的起源与作用,进而发现新的细胞亚群或新生生物标志物,为揭示免疫治疗的耐药及疗效监测等提供新的途径。该综述系统回顾了单细胞RNA测序技术在揭示肺癌特别是免疫治疗后肺癌微环境异质性方面的最新研究进展,为促进肺癌免疫治疗的精准化与个体化提供参考。 展开更多

关键词 单细胞rna测序 肺肿瘤 免疫治疗 肿瘤异质性 肿瘤微环境

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单细胞RNA测序联合实验验证树突状细胞在慢性阻塞性肺疾病中的核心基因 被引量：2

7

作者 薛廷 郑乐婷 +2 位作者 董菲 周广 钟小宁 《细胞与分子免疫学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期97-105,共9页

目的 单细胞RNA测序(scRNA-Seq)联合实验验证树突状细胞在慢性阻塞性肺疾病(COPD)中的核心基因。方法从基因表达数据集(GEO)数据库下载单细胞数据GSE173896和芯片数据GSE38974。GSE173896进行质控、批次矫正、降维聚类、细胞类型注释及... 目的 单细胞RNA测序(scRNA-Seq)联合实验验证树突状细胞在慢性阻塞性肺疾病(COPD)中的核心基因。方法从基因表达数据集(GEO)数据库下载单细胞数据GSE173896和芯片数据GSE38974。GSE173896进行质控、批次矫正、降维聚类、细胞类型注释及组间树突状细胞差异表达基因(DC-DEG)鉴定。GSE38974差异分析得到的差异基因(DEG)与DC-DEG取交集获取共有DC-DEG,评估共有DC-DEG对COPD的诊断效能和共有DC-DEG富集分析及其与GSE38974免疫细胞浸润中激活的树突状细胞(DC)、浆细胞样树突状细胞(pDC)和Th17细胞的相关性。肺气肿小鼠模型肺组织对共有DC-DEG的mRNA表达量进行实验验证。结果 GSE173896得到组间DC-DEG 18个,GSE38974得到646个DEG,两者取交集得到3个DC-DEG,包括白细胞介素1受体拮抗剂(IL1RN)、 S100钙结合蛋白A8(S100A8)和S100A9,曲线下面积(AUC)值分别为0.841、 0.804和0.966。基因本体论分析(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)主要富集于慢性炎症反应、含胶原蛋白的细胞外基质、晚期糖基化终产物受体(RAGE)结合、 Toll样受体(TLR)结合、白细胞介素17(IL-17)信号通路等。IL1RN、 S100A8和S100A9均与激活的DC、 pDC及Th17细胞呈正相关。实验验证结果显示肺气肿小鼠肺组织IL1RN、 S100A8和S100A9的mRNA相对表达量上调。结论 IL1RN、 S100A8和S100A9可能是DC在COPD发病机制中的核心基因,为后续COPD的免疫治疗提供潜在靶点和理论依据。 展开更多

关键词 慢性阻塞性肺疾病(COPD) 单细胞rna测序(scrna-Seq) 树突状细胞(DC) 核心基因

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单细胞RNA测序技术在胶质母细胞瘤研究中的应用 被引量：1

8

作者 宋萍 邓慧 张孟贤 《华中科技大学学报（医学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期110-116,共7页

胶质母细胞瘤是成人脑部最常见的原发恶性肿瘤,尽管近年来在改善预后方面做出了巨大的努力,其中位生存期仍低于20个月,且存活时间超过20个月的患者不到5%。胶质母细胞瘤的标准治疗方案为最大限度的手术切除,联合放疗及替莫唑胺化疗。单... 胶质母细胞瘤是成人脑部最常见的原发恶性肿瘤,尽管近年来在改善预后方面做出了巨大的努力,其中位生存期仍低于20个月,且存活时间超过20个月的患者不到5%。胶质母细胞瘤的标准治疗方案为最大限度的手术切除,联合放疗及替莫唑胺化疗。单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术精准分析每个独特的细胞,使我们能够更好地理解肿瘤的异质性、肿瘤细胞的演化过程、肿瘤免疫微环境中各类细胞的特殊功能及细胞间相互作用,从而为临床的个体化治疗提供新思路。该综述重点关注scRNA-seq技术在胶质母细胞瘤的异质性、肿瘤免疫微环境、细胞通讯以及治疗研究中的应用。 展开更多

关键词 单细胞rna测序 肿瘤异质性 免疫微环境 治疗策略

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单细胞联合转录组测序分析原发性开角型青光眼小梁网组织细胞通信变化 被引量：1

9

作者 赵雅婷 赵春峰 +2 位作者 王文晶 蒋晓迪 姜雅琴 《眼科新进展》 CAS 北大核心 2025年第1期39-45,共7页

目的探究原发性开角型青光眼(POAG)房角细胞类型和细胞通信模式变化。方法从基因表达综合(GEO)数据库中下载单细胞数据集GSE231749(包含POAG的食蟹猴房角组织样本3例和健康食蟹猴房角组织样本3例,数据更新时间为2023年),分别设为POAG组... 目的探究原发性开角型青光眼(POAG)房角细胞类型和细胞通信模式变化。方法从基因表达综合(GEO)数据库中下载单细胞数据集GSE231749(包含POAG的食蟹猴房角组织样本3例和健康食蟹猴房角组织样本3例,数据更新时间为2023年),分别设为POAG组与健康对照组。采用R包“Seurat”对数据进行降维、聚类、分群和可视化,并通过R包“CellChat”进行了细胞通信分析,确认POAG组和健康对照组细胞通信模式的差异。同时,联合GEO数据库中转录组测序(RNA-seq)数据集GSE27276(包含POAG的人类房角组织样本17例和健康人房角组织样本19例,数据更新时间为2023年)的差异基因分析,确定具体的细胞通信信号变化。结果健康对照组与POAG组细胞类型无明显差异,均可分为小梁网细胞、巨噬细胞、黑素细胞、周细胞、施莱姆氏管细胞、有髓施万细胞、无髓施万细胞、平滑肌细胞和血管内皮细胞。POAG组与健康对照组细胞间通信强度具有显著差异,其中,POAG组巨噬细胞移动抑制因子(MIF)-CD74、CX3C趋化因子配体1(CX3CL1)-CX3C趋化因子受体1(CX3CR1)、HBB等通信概率显著上调,分泌型磷蛋白1(SPP1)-(ITGA8+ITGB1)、SPP1-(ITGA4+ITGB1)、IGF2-IGF2R、CCL8-CCR1、CCL8/26/24/2-ACKR2等信号明显下调;RNA-seq分析证实,POAG组HBB、HBD、HBA、CD74等基因表达水平均高于健康对照组。结论小梁网组织中通过MIF/CD74信号上调、SPP1-(ITGA8+ITGB1)、SPP1-(ITGA4+ITGB1)信号下调共同参与纤维化过程,这可能是POAG潜在的致病机制。 展开更多

关键词 开角型青光眼 rna测序 单细胞分析 细胞间通信 巨噬细胞移动抑制因子 分泌型磷蛋白1

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单细胞转录组测序技术在结核病研究中的应用

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作者 石红雨 张国良 肖国辉 《中国防痨杂志》 北大核心 2025年第3期362-368,共7页

结核病是结核分枝杆菌感染引起的全球死亡率最高的传染病之一,严重威胁公共卫生。目前,对于结核分枝杆菌感染宿主后引起的细胞免疫应答机制还不是很清晰。单细胞转录组测序技术能在单个细胞的分辨率上揭示病理过程中的细胞异质性,可以... 结核病是结核分枝杆菌感染引起的全球死亡率最高的传染病之一,严重威胁公共卫生。目前,对于结核分枝杆菌感染宿主后引起的细胞免疫应答机制还不是很清晰。单细胞转录组测序技术能在单个细胞的分辨率上揭示病理过程中的细胞异质性,可以帮助研究人员更好地理解结核病的发病机制,并为靶向药物研发、新型诊断标志物及疫苗研发提供有力支持。本文综述了该技术在结核病致病机制的探究、在不同临床样本中细胞亚群异质性的分析,以及免疫微环境揭示等方面的应用,并探讨该技术的局限性、未来的挑战,展望了其在结核病研究中潜在的应用方向。 展开更多

关键词 结核 rna 免疫 细胞 单细胞转录组测序

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单细胞RNA测序数据插补方法综述

11

作者 张少强 李荔瑄 +1 位作者 谢林娟 吕庆 《天津师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第2期1-10,73,共11页

单细胞RNA测序(scRNA-seq)数据插补方法用于解决scRNA-seq数据观测中存在的大量“漏失”(dropout)噪音,改善下游分析,scRNA-seq数据插补方法设计是单细胞数据研究的热点方向之一.本文首先对20种主要的scRNA-seq数据插补方法进行介绍,包... 单细胞RNA测序(scRNA-seq)数据插补方法用于解决scRNA-seq数据观测中存在的大量“漏失”(dropout)噪音,改善下游分析,scRNA-seq数据插补方法设计是单细胞数据研究的热点方向之一.本文首先对20种主要的scRNA-seq数据插补方法进行介绍,包括基于模型的插补方法(6种)、基于平滑的插补方法(3种)、基于深度学习的插补方法(8种)和基于低秩矩阵的插补方法(3种),分析了各类方法的优势和缺点;其次,简要综述了插补方法比较研究的相关成果;然后,针对4种下游数据分析评估了以上方法(除scGNN外)的性能;最后,分析目前scRNA-seq插补所面临的挑战,并指出新的研究方向. 展开更多

关键词 单细胞rna测序 插补 细胞类型 差异表达 轨迹推断

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一种应用于单细胞RNA测序数据的稀有类型细胞检测算法

12

作者 马安琪 《计算机应用与软件》 北大核心 2021年第10期316-320,共5页

与批量RNA测序数据相比,单细胞RNA测序数据提供了单个细胞层面粒度的信息,能够揭示细胞之间的异质性。稀有类型细胞检测作为其重要的数据下游分析之一,具有显著的生物意义。针对现有算法时间复杂度高、精确度较低等问题,提出一种新的稀... 与批量RNA测序数据相比,单细胞RNA测序数据提供了单个细胞层面粒度的信息,能够揭示细胞之间的异质性。稀有类型细胞检测作为其重要的数据下游分析之一,具有显著的生物意义。针对现有算法时间复杂度高、精确度较低等问题,提出一种新的稀有类型细胞检测算法。该算法通过多轮快速随机划分,对每个细胞的稀有程度进行打分,然后将结果基于最近邻算法进行调整,最终预测出稀有类型细胞。在有标签的单细胞RNA测序数据集上的结果表明,与其他方法相比,该算法能够更有效地检测出稀有类型细胞。 展开更多

关键词 单细胞rna测序 稀有类型细胞检测 随机算法

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单细胞RNA测序技术在肿瘤免疫微环境研究中的应用 被引量：6

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作者 杨凯莉 孙昭 +1 位作者 白春梅 赵林 《中国医学科学院学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期117-123,共7页

肿瘤是具有高度复杂性的整体,理解肿瘤免疫微环境的组成和功能是指导有效肿瘤免疫治疗的前提。单细胞RNA测序可以在单细胞分辨率水平上检测细胞的转录水平,描述其功能状态,加深对肿瘤免疫微环境中各细胞类群组成和功能的理解。本文总结... 肿瘤是具有高度复杂性的整体,理解肿瘤免疫微环境的组成和功能是指导有效肿瘤免疫治疗的前提。单细胞RNA测序可以在单细胞分辨率水平上检测细胞的转录水平,描述其功能状态,加深对肿瘤免疫微环境中各细胞类群组成和功能的理解。本文总结了近年来单细胞RNA测序技术在肿瘤免疫微环境研究中的应用。 展开更多

关键词 单细胞rna测序 肿瘤免疫微环境 肿瘤异质性 细胞类群 免疫抑制

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单细胞转录组测序技术及其在免疫学研究中的应用 被引量：3

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作者 朱玉茹晨 李宇 王越 《海军军医大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期145-154,共10页

免疫系统具有复杂性、多变性以及可塑性,目前其组成和动态变化的研究只局限在群体效应,无法体现其异质性。单细胞技术的出现革新了研究者们对免疫学问题的认识。单细胞RNA测序技术是目前应用最广泛的单细胞技术,它能够在单细胞和单分子... 免疫系统具有复杂性、多变性以及可塑性,目前其组成和动态变化的研究只局限在群体效应,无法体现其异质性。单细胞技术的出现革新了研究者们对免疫学问题的认识。单细胞RNA测序技术是目前应用最广泛的单细胞技术,它能够在单细胞和单分子的水平进行免疫学分析,揭示生理或病理条件下的免疫反应过程。本文对单细胞RNA测序技术的一般流程、发展及其在免疫学方面的应用进展进行综述,并展望其在免疫学方面的发展前景。 展开更多

关键词 免疫系统 单细胞测序 rna测序 免疫反应

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基于单细胞RNA测序的结直肠癌预后预测模型的建立和验证 被引量：2

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作者 马燕如 季林华 +6 位作者 童天颖 严宇青 沈超琴 张昕雨 曹颖颖 洪洁 陈豪燕 《上海交通大学学报（医学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期159-165,共7页

目的·基于单细胞RNA测序(single cell RNA sequence,scRNA-seq)技术构建结直肠癌预后预测模型。方法·利用GEO(Gene Expression Omnibus)数据库获取结直肠癌样本的scRNA-seq数据集,筛选与结直肠癌转移相关的差异基因作为预测... 目的·基于单细胞RNA测序(single cell RNA sequence,scRNA-seq)技术构建结直肠癌预后预测模型。方法·利用GEO(Gene Expression Omnibus)数据库获取结直肠癌样本的scRNA-seq数据集,筛选与结直肠癌转移相关的差异基因作为预测模型的候选基因,运用套索回归算法(LASSO)、Logistic回归和Kaplan-Meier生存分析进一步在癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)数据库中筛选及验证与结直肠癌预后相关的基因集,并建立结直肠癌预后预测模型。通过决策曲线分析和受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线评估预测模型在临床应用中的价值。结果·利用GEO数据库获取的scRNA-seq数据筛选出30个差异表达基因,进一步在TCGA数据库中利用LASSO回归得到9个关键基因,并以此对每例患者的关键基因表达进行评分。分别在训练集和验证集中对复发和未复发患者的评分进行比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。采用Logistic回归分析将肿瘤原发灶分级(T stage)和是否发生远处转移(M stage)2个独立的临床变量纳入评分-临床变量整合模型。对评分-临床变量整合模型的实际预测价值进行评估,ROC曲线在训练集和验证集的曲线下面积分别为0.775和0.705。结论·基于scRNA-seq结果,构建了较为稳定的结直肠癌预后预测模型,可供临床评估患者预后参考。 展开更多

关键词 单细胞rna测序 结直肠癌 预后 生物信息学

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单细胞RNA测序技术在病毒研究中的应用 被引量：3

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作者 屈亮 李素 仇华吉 《遗传》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期269-277,共9页

单细胞RNA测序(single-cell RNA sequencing, scRNA-seq)技术已经成为不同领域中研究细胞异质性的有效工具。在病毒研究领域中,利用该技术分析病毒和细胞的转录组,可以在单细胞水平上检测病毒感染的动态变化,了解病毒与细胞间复杂的相... 单细胞RNA测序(single-cell RNA sequencing, scRNA-seq)技术已经成为不同领域中研究细胞异质性的有效工具。在病毒研究领域中,利用该技术分析病毒和细胞的转录组,可以在单细胞水平上检测病毒感染的动态变化,了解病毒与细胞间复杂的相互作用。本文简述了scRNA-seq技术,着重介绍病毒感染宿主细胞后scRNA-seq研究的最新进展,同时也描述了细胞周期、基因表达、细胞状态等细胞异质性对病毒感染过程的影响,以及病毒变异对其本身感染过程的影响。此外,本文还分析了scRNA-seq在研究病毒–宿主互作动态变化方面具有的独特优势,及其在病毒研究领域中广阔的应用前景,为揭示病毒的感染与致病机制、抗病毒靶标的开发等提供参考。 展开更多

关键词 单细胞rna测序技术 细胞异质性 病毒感染

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基于单细胞RNA测序解析人与小鼠睾丸中SARS-CoV-2相关受体的时空表达特征 被引量：1

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作者 罗嘉强 赵亮宇 +7 位作者 姚晨成 朱子珏 邢晓宇 李朋 田汝辉 陈慧兴 孙杰 李铮 《上海交通大学学报（医学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期421-426,共6页

目的·基于单细胞RNA测序(single-cell RNA sequencing,scRNA-Seq),分析严重急性呼吸综合征冠状病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)受体血管紧张素转化酶2(angiotensin-converting enzyme 2,ACE2)... 目的·基于单细胞RNA测序(single-cell RNA sequencing,scRNA-Seq),分析严重急性呼吸综合征冠状病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)受体血管紧张素转化酶2(angiotensin-converting enzyme 2,ACE2)在人和小鼠睾丸中的时空表达特征。方法·收集生理性各发育阶段的人睾丸组织10例和C57BL/6小鼠睾丸组织9例,用酶消化成单细胞悬液后经scRNA-Seq标准处理程序得到细胞-基因表达矩阵。经过质量控制、数据标准化、批次效应处理和聚类降维后,利用已知的睾丸细胞标志物注释各群细胞,以明确在发育的不同阶段中人和小鼠睾丸中ACE2表达模式和差异。结果·鉴定出人和小鼠均有的睾丸细胞亚群9个,包括3群生殖细胞(精原细胞、精母细胞和精子细胞/精子)和6群体细胞(Sertoli细胞、巨噬细胞、血管平滑肌细胞、内皮细胞、Leydig细胞和管周肌样细胞)。从空间分布来看,在成人睾丸中,ACE2主要表达于Sertoli细胞,在Leydig细胞、管周肌样细胞和生殖细胞也有表达。从时间尺度上看,人Sertoli细胞的ACE2转录丰度随着睾丸的发育而增加,青春期后Sertoli细胞中ACE2表达显著高于幼儿期和儿童期(P=0.000)。从小鼠睾丸发育各阶段来看,Ace2表达模式与人体均有显著不同。在5周龄成年C57BL/6小鼠睾丸中,Ace2的转录水平低且主要表达于血管平滑肌细胞(P=0.000),而Sertoli细胞中Ace2阳性细胞数则极少。结论·SARS-CoV-2可能主要通过Sertoli细胞感染人类睾丸,常规C57BL/6小鼠模型不适用于模拟SARS-CoV-2感染对人类睾丸的功能影响。 展开更多

关键词 严重急性呼吸综合征冠状病毒2 单细胞rna测序 血管紧张素转化酶2 病毒性睾丸炎 SERTOLI细胞

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基于单细胞RNA测序的人羊水间充质干细胞异质性分析 被引量：1

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作者 郑玉婷 朱晓帆 +2 位作者 杨宇霞 郭瑞霞 孔祥东 《郑州大学学报（医学版）》 CAS 北大核心 2022年第4期455-461,共7页

目的:利用单细胞RNA测序技术(scRNA-seq)确定人羊水间充质干细胞(AF-MSC)的细胞亚群及各个亚群之间的异质性。方法:采集孕中期正常孕妇羊水样本,分离培养获得AF-MSC,使用10x scRNA-seq平台进行检测。对测序结果进行过滤、比较、量化、... 目的:利用单细胞RNA测序技术(scRNA-seq)确定人羊水间充质干细胞(AF-MSC)的细胞亚群及各个亚群之间的异质性。方法:采集孕中期正常孕妇羊水样本,分离培养获得AF-MSC,使用10x scRNA-seq平台进行检测。对测序结果进行过滤、比较、量化、筛选等分析,根据基因表达情况进行降维聚类分群并判断细胞周期,对亚群进行差异基因分析并获得标记基因,预测不同亚组的分化能力,分析表面标志物的表达水平。结果:共检测到6717个细胞,根据基因表达情况将细胞聚类分为7个亚群。亚群4为非MSC,余亚群均为MSC。细胞周期影响亚群的聚类,不同细胞周期的细胞在各个亚群中占比不同。各个亚群的基因表达及分化能力不同,亚群5向各个方向分化的评分均较高,亚群4则均处于较低水平。结论:ScRNA-seq能够对人AF-MSC进行细致分群,精确反映各个亚群细胞间的差异。 展开更多

关键词 单细胞rna测序 间充质干细胞 羊水间充质细胞 异质性

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单细胞RNA测序应用于肾小球疾病研究的进展 被引量：3

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作者 邢海帆 范瑛 《上海交通大学学报（医学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1458-1465,共8页

肾小球疾病是导致慢性肾脏病和终末期肾功能衰竭的主要原因。了解肾小球疾病发生和发展的分子机制对于早期识别疾病危险因素、挽救肾功能具有重要意义。肾脏中复杂且高度分化的细胞组成是肾小球疾病研究面临的一大挑战,传统测序方法无... 肾小球疾病是导致慢性肾脏病和终末期肾功能衰竭的主要原因。了解肾小球疾病发生和发展的分子机制对于早期识别疾病危险因素、挽救肾功能具有重要意义。肾脏中复杂且高度分化的细胞组成是肾小球疾病研究面临的一大挑战,传统测序方法无法确定特定细胞的转录变化以及不同类型细胞间的相互作用。近年来,单细胞RNA测序(single-cell RNA sequencing, scRNA-seq)技术发展迅速,可用于研究肾脏、尿液以及血液等不同来源细胞群体中单个细胞的基因表达模式。将scRNA-seq应用于肾小球疾病有助于生成全面的肾脏细胞图谱,从细胞层面解析肾小球疾病的复杂机制,开发预警生物标志物和细胞特异性的治疗方法。该文就scRNA-seq技术在临床常见原发性和继发性肾小球疾病中的应用研究进展进行综述。 展开更多

关键词 单细胞rna测序 转录组 肾小球肾炎 糖尿病肾病 狼疮性肾炎 IgA肾病 局灶节段性肾小球硬化 膜性肾病

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基于单细胞测序技术解析冠状动脉粥样硬化患者平滑肌细胞的细胞间通信及关键基因

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作者 司春婴 王建茹 +2 位作者 李晓辉 王永霞 关怀敏 《上海交通大学学报（医学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期169-182,共14页

目的·利用单细胞RNA测序技术(single-cell RNA sequencing,scRNA-Seq)阐释冠状动脉粥样硬化(coronary atherosclerosis,CA)的细胞通信景观,挖掘主导细胞亚群及其关键基因。方法·下载GSE131778数据集并进行预处理、质控、降维... 目的·利用单细胞RNA测序技术(single-cell RNA sequencing,scRNA-Seq)阐释冠状动脉粥样硬化(coronary atherosclerosis,CA)的细胞通信景观,挖掘主导细胞亚群及其关键基因。方法·下载GSE131778数据集并进行预处理、质控、降维聚类及注释;利用CellChat包进行细胞通信分析,识别主导细胞亚群。利用FindAllMarker函数,筛选主导细胞亚群与其他细胞亚群间的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),并构建其蛋白相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络,将Degree算法排序前五位的DEGs作为关键基因。将关键基因与CellChat分析出的细胞通信网络进行匹配和挖掘,获取关键基因参与的配体-受体对(ligand-receptor pair,L-R)及其介导的信号通路,并对结果进行可视化。构建动脉粥样硬化小鼠模型,并利用反转录聚合酶链式反应检测关键基因在颈动脉粥样硬化病变处的表达情况。结果·在CA病变处共鉴定出11个细胞亚群,包括平滑肌细胞、内皮细胞、巨噬细胞、单核细胞等。细胞通信分析结果显示,CellChat在11个细胞亚群中检测到70对显著的L-R和26条相关的信号通路;平滑肌细胞处于通信活跃状态,与其他细胞亚群间相互作用的次数和强度最显著,是主导细胞亚群。DEGs筛选结果显示,平滑肌细胞亚群和其他细胞亚群之间共有206个DEGs,其中ITGB2、PTPRC、CCL2、DCN、IGF1被识别为关键基因。关键基因介导的细胞通信分析结果显示:CCL2与ACKR1形成L-R,通过介导CCL信号通路参与平滑肌细胞与内皮细胞间的通信网络;ITGB2分别与ITGAM、ITGAX组成受体复合物,再与C3形成L-R介导补体信号通路,参与平滑肌细胞与巨噬细胞、单核细胞间的通信网络。动物实验对关键基因的验证结果同生物信息学分析的结果一致。结论·平滑肌细胞在CA病理过程中是主导细胞,与其他细胞间有广泛的通信网络,可通过CCL2-ACKR1、C3-(ITGAM+ITGB2)和C3-(ITGAX+ITGB2)介导的CCL和补体信号通路,与内皮细胞、巨噬细胞和单核细胞构建细胞通信网络。 展开更多

关键词 冠状动脉粥样硬化 单细胞rna测序 平滑肌细胞 细胞通信

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