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《Cell | 免疫特征滑膜间质细胞调控早期妊娠的时空洞察》

  • 来源专题：战略生物资源
  • 编译者： 李康音
  • 发布时间：2023-09-26

  • 2023年9月11日，北京大学杜鹏课题组在Cell杂志在线发表了题为 Spatiotemporal insight into early pregnancy governed by immune-featured stromal cells 的研究论文。在这项研究中，作者结合使用单细胞转录组和华大单细胞空间转录组技术首次对小鼠妊娠早期（E5.5-E9.5）着床位点的细胞组成进行了详细定义，并根据不同细胞的空间动态分布，鉴定出妊娠早期着床位点的8个不同功能中心，最终通过比较健康小鼠和复发性流产模型小鼠着床位点功能中心的差异，进而揭示了胚胎着床初期蜕膜微环境建立及稳态维持是成功妊娠至关重要的条件。

    此项研究结合单细胞转录组和单细胞空间转录组首次刻画出小鼠妊娠早期着床位点的时空图谱，解析了胚胎着床后子宫微环境的建立和稳态调节过程，包括功能中心的特化，以及各功能中心所发生的复杂生物学事件。同时提示，细胞异常的空间定位与疾病发生发展之间的关系，为单细胞空间组学对疾病或肿瘤的研究提供新的方向和线索。




    本文内容转载自“BioArt”微信公众号。原文链接: https://mp.weixin.qq.com/s/Yt1BAqBGnYFQTpAFqsHPJQ

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    • 2024年6月12日，以色列理工学院Shai S. Shen-Orr通讯在Nature发表题为Interactions between immune cell types facilitate the evolution of immune traits的文章，阐明了影响免疫功能的关键因素——免疫细胞群体多样性的遗传决定因素和进化机制。 通过利用基因多样的协作交叉（Collaborative Cross, CC）小鼠模型，研究人员分析了多种免疫细胞在骨髓中的频率。他们观察到免疫细胞组成的显著变化，突出了这种特性的多基因性质。通过全面的遗传关联分析，作者确定了271个与各种免疫细胞类型的频率显著相关的基因，范围包括了造血干细胞、T细胞、B细胞和髓系细胞。 作者发现许多相关基因参与细胞固有过程，如增殖、迁移和细胞死亡，这表明稳态平衡在决定免疫细胞频率方面起着至关重要的作用。然而，他们也发现了一个有趣的现象：一组被称为“细胞反式基因（cyto-trans genes）”的基因会影响特定细胞类型的丰度，而不会在该细胞类型本身中表达。这些细胞反式基因可能通过直接或间接与其他细胞类型的相互作用发挥作用，在不同的免疫细胞群体之间形成复杂的沟通网络。值得注意的是，作者发现，与以细胞自主（细胞顺式，cyto-cis）方式作用的基因相比，这些细胞反式基因在脊椎动物进化过程中面临着较弱的负选择。 这一观察结果表明，免疫细胞类型之间的相互作用提供了一个表型空间，突变可以在不显著损害适应度的情况下产生变异。换言之，免疫系统的模块化组织，不同的细胞类型相互作用，通过允许接近中性的变异在控制这些相互作用的基因中积累，增强了系统的进化能力。作者通过分析一个大型人类数据集进一步加强了他们的发现，证实了与血液中免疫细胞频率相关的细胞反式基因也表现出降低的进化保守性。这种跨物种的一致性强调了模块化和细胞间相互作用在驱动免疫系统进化性方面的重要性。 总的来说，这项研究为形成免疫细胞多样性的遗传结构和进化机制提供了有价值的见解。通过阐明细胞反式基因的作用和免疫系统的模块性，作者强调了理解复杂生物系统进化性的新范式。这些知识不仅加深了我们对免疫功能的理解，而且对仿生工程和受自然原理启发的稳健、适应性系统的设计也有更广泛的意义。
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    • 2024年3月20日，卡罗琳斯卡学院Goncalo Castelo-Branco、斯德哥尔摩大学Mats Nilsson、卡罗琳斯卡学院Petra Kukanja、斯德哥尔摩大学Christoffer M. Langseth共同通讯在Cell发表题为Cellular architecture of evolving neuroinflammatory lesions and multiple sclerosis pathology的文章，深入研究了多发性硬化的时空细胞动力学。 作者的一个关键发现是EAE中全面的时空细胞图谱，捕捉了炎症病理的初始阶段，并构建了病变进化的时间定义的细胞图谱。这种方法可以识别不同的病理区室，揭示多发性硬化病变的动态性质及其随时间的演变。ISS技术将高灵敏度CartaNA kit与空间转录组学相结合，解析了EAE中的细胞群体和状态，提供了对不同炎症环境反应的细胞景观的详细视图。这包括疾病相关（DA）-胶质细胞的鉴定，发现其独立于病变诱导并在病程中动态变化。 该研究还阐明了炎症细胞环境的时间和跨区域图，表明EAE病变以离心辐射样（centrifugal）方式传播。这一发现表明，多发性硬化症病变的进展在整个中枢神经系统（CNS）中并不均匀，而是遵循离心进展模式。此外，这项研究发现了特定脊髓解剖结构和脊髓束对EAE的脆弱性，表明某些区域更容易发生病变，而解决炎症的效率较低。这些知识可以为未来旨在减少病变形成和慢性的治疗策略提供信息。 这项研究还揭示了成分驱动的跨区域和疾病时间点的病理分区识别，揭示了多发性硬化症病变及其分区的复杂性。脑免疫浸润区（bIC）被确定为早期脑病理的标志，突出了免疫浸润在多发性硬化症发病机制中的重要性。脊髓损伤区室的差异组成和空间分布是该研究的另一个重要方面。该研究表明，晚期EAE的病变受到胶质增生的影响，并提示了正在进行的纤维瘢痕形成。 此外，该研究表明，DA胶质细胞标志着全局的、与病变无关的病理，表明DA胶质细胞状态的诱导和病变的形成可以独立发生。这一发现强调了DA胶质细胞在多发性硬化症病因和进展中的重要性，并表明它们可能在有害和保护机制中发挥双重作用。该研究还探讨了在晚期病变中稳态和DA OLG的重建，表明少突胶质细胞具有重建稳态的显著能力。这一观察结果可能对多发性硬化症的髓鞘再形成和恢复过程有意义。最后，该研究将空间ISS与scRNA-seq相结合，以推断配体-受体的相互作用，揭示了参与DA胶质细胞出现、维持或功能调控的潜在分子途径。这种方法增强了我们对MS中免疫细胞和神经胶质细胞群体之间复杂相互作用的理解。 总的来说，这项研究全面了解了多发性硬化症病变的细胞结构及其演变，为多发性硬化的病理生理学和潜在的治疗靶点提供了有价值的见解。
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