《Nature | 横跨发育期、成年期和疾病期的人脑血管单细胞图谱》

  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-07-12
  • 2024年7月10日,多伦多大学等机构的研究人员在Nature发表题为Single-cell atlas of the human brain vasculature across development, adulthood and disease的文章。

    广泛的脑部病变严重依赖于血管,而脑血管疾病是导致全球死亡的主要原因。该研究对来自 68 名人类胎儿和成年患者的 117 份样本中的 606380 个新鲜分离的内皮细胞、血管周围细胞和其他组织衍生细胞进行了单细胞 RNA 测序分析,从而构建了发育中的胎儿、成人对照组和患病人类脑血管的分子图谱。

    研究人员发现了健康胎儿和成人大脑血管的广泛分子异质性,以及五种依赖血管的中枢神经系统(CNS)病变,包括脑肿瘤和脑血管畸形。研究人员在病变血管中发现了动静脉分化的改变、重新激活的胎儿以及保守的失调基因和通路。病理内皮细胞显示出中枢神经系统特异性的丧失,并显示出 MHC II 类分子的上调,这表明中枢神经系统内皮细胞具有非典型特征。细胞-细胞相互作用分析预测了大量内皮细胞-血管周围细胞配体-受体交叉作用,包括免疫相关和血管生成途径,从而揭示了内皮细胞在脑神经血管单元信号网络中的核心作用。该研究的单细胞脑图谱让人们深入了解发育中、成年/对照组和患病人类脑血管的分子结构和异质性,为今后的研究提供了有力的参考。

相关报告
  • 《Nature | 人类孕早期神经发育期间的单细胞双组学图谱》

    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-05-06
    • 2024年5月1日,瑞典卡罗琳斯卡医学院、荷兰阿姆斯特丹自由大学、美国洛克菲勒大学、英国剑桥大学等机构在期刊Nature上发表了题为Chromatin accessibility during human first-trimester neurodevelopment的文章,揭示人类孕早期神经发育期间的染色质可及性。 人类大脑的发育是通过由转录因子表达和染色质可及性变化诱导的一系列精确组织的模式化事件来实现的。尽管已经在单细胞分辨率下描述了发育中大脑的基因表达,但类似的染色质可及性图谱主要关注前脑。 该研究描述了在孕早期(怀孕后6-13周)整个发育中的人类大脑的染色质可及性和配对的基因表达(scRNAseq+scATAC)。研究人员定义了135个簇,并使用多组学测量将候选顺式调控元件与基因表达联系起来。可及区域的数量随着年龄和神经元分化的增加而增加。使用卷积神经网络,研究人员在增强子中鉴定了推测的功能转录因子结合位点,这些增强子特征化了神经元亚型。研究人员应用这个模型来阐明与ESRRB相关的顺式调控元件,以阐明其在Purkinje(浦肯野)细胞谱系中的激活机制。 最后,通过将疾病相关的单核苷酸多态性与顺式调控元件联系起来,研究人员在几种疾病中验证了推测的病理机制,并确定中脑来源的GABA能神经元对重性抑郁障碍相关突变最为敏感。该研究为孕早期大脑细胞类型的出现提供了关键基因调控机制的更详细视图,并为未来与人类神经发育相关的研究提供了全面参考。
  • 《Nature︱空间组织的细胞群落形成了发育中的人类心脏》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-03-16
    • 2024年3月13日, 加州大学圣地亚哥分校 Neil C. Chi 教授、Quan Zhu 教授等在 Nature 期刊发表了题为Spatially organized cellular communities form the developing human heart 的研究论文。该研究绘制了发育中人类心脏的高分辨率的单细胞和空间心脏细胞图谱,揭示了不同心脏细胞类型如何相互作用并组织成为对心脏功能至关重要的复杂心脏结构。 在这项研究中国,研究团队结合单细胞分析与空间基因表达数据,成功组装出单细胞分辨率的发育中的人类心脏空间图谱,揭示了广泛的心脏细胞亚群的区域分布,以及这些细胞在心脏发育中如何相互作用。单细胞分析识别出75个细胞亚群,这些亚群展现出与其解剖位置和发育阶段对应的特征,其中包括心脏瓣膜里的新细胞亚型。研究团队使用一种叫做MERFISH的空间成像方法,通过对单细胞中数百至数千个特定基因同时成像,初步实现了对单个细胞的空间识别。与单细胞转录组学相结合,这些数据让研究者可以将全转录组映射到初步空间图谱上,提供了前所未有的分辨率和深度来理解单个细胞及其所在。 该研究发现了细胞群的特定组合之间的相互作用,揭示了驱动不同心脏结构发育的信号模式。例如,他们观察到心室心肌细胞、成纤维细胞(结缔组织的一部分)和内皮细胞(血管组成部分)之间的相互作用,可能在心室壁的形成中发挥了作用。 总的来说,这项研究揭示出的详细信息,或有助于改进我们对先天和成人心脏病机制的理解,也可能为心脏修复指引新策略。