单细胞转录组测序及其在心血管疾病中的应用进展

单细胞转录组测序（scRNA-seq）是在单细胞水平对全转录组进行扩增与测序的一项新技术。研究表明,scRNA-seq除了可以揭示心血管细胞多样性、鉴定干细胞分化轨迹及明确细胞间的通讯外,还可以描述心脏发育及遗传学图谱,进而有助于促进心血管研究领域取得突破性进展。本文主要综述了scRNA-seq的流程、应用扩展、与其他单细胞技术的比较及其在心血管疾病中的应用进展,旨在为心血管疾病发病机制及治疗靶点研究提供一定参考。     

单细胞测序技术及其在肿瘤研究中的应用

2013年《科学》杂志提出了6个当年最值得关注的科学领域进展,其中之一便是单细胞测序。如果将成千上万个细胞一起进行研究,就会模糊对细胞之间异质性(heterogeneity)的认识。一般认为,当研究深入到单细胞层面时,研究者可能失去对整个系统的把控,但如果在整个系统中挑选多个单细胞进行研究,则可能重建出整个系统,并能提供更多、更有价值的信息。目前,与对单细胞测序的关注和深入应用相伴     

单细胞测序在心血管系统中的应用

近十年,高通量测序技术高速发展,特别是在单细胞转录组学领域。单细胞测序是从单个细胞的水平检测基因表达信息,从而可以揭示那些原本在组织样本测序中被掩盖的信息,这一新兴测序技术在各个领域都有着广阔的应用前景,特别是在肿瘤、免疫等领域,是近年来迅速兴起的一项技术。单细胞测序可以区分不同的细胞类型及其亚型,了解其基因表达,这一新兴技术在心脏发育和疾病模型的探索中已得到广泛的应用。现就聚焦单细胞测序技术的发展及其在心血管领域的应用前景做一综述。     

高通量单细胞及空间转录组技术在肝脏疾病中的应用

肝脏是人体重要的免疫器官，在检测、捕获、清除病原体和外来抗原中发挥着重大作用。本文主要简述高通量单细胞及空间组学技术解析肝脏在感染性疾病中的应用。随着高通量单细胞技术的发展，现在可以在单细胞水平上破译复杂器官和疑难疾病的异质性、分化、细胞间通信等，从而认识到过去未知的致病途径和疾病机制，有利于开发新的治疗靶点。并且随着技术不断成熟，单细胞转录组可以和空间转录组学、表观遗传组、蛋白组、代谢组、微生物组以及临床数据进行整合分析，有益于将患者分层并进行精准治疗。     

单细胞测序技术在自身免疫病中的研究进展

单细胞测序技术是新近生物学领域一项前沿技术,能够揭示单个细胞的基因序列和表达修饰,反映细胞间的异质性,正成为生命科学领域的焦点研究方法。免疫系统的单细胞测序研究作为细胞形态学和功能学等传统方法的补充,通过分析免疫细胞的基因表达状态,获取其中的可变剪切和特异转录本,从而发现新的细胞类型,揭示免疫细胞发育谱系,鉴定决定免疫反应的基因模块和调控程序,从单细胞生物学水平更深层次阐明自身免疫病的发病机制,从而探寻新的治疗策略。本文对单细胞测序在自身免疫病研究中的最新进展予以综述。     

中医疗法干预冠心病合并抑郁的文献计量学分析

目的:系统梳理近20年中医疗法治疗冠心病合并抑郁的国内外研究现状与趋势,并为今后的研究寻找方向和奠定基础。方法:基于Web of science数据库与中国知网数据库检索2002年1月1日—2022年1月1日公开发表的、有关中医疗法干预冠心病合并抑郁的文献,将纳入的中英文文献分别导入Microsoft Excel 2019、VOSviewer1.6.17和CiteSpace5.8.R1中进行国家/地区、作者、期刊分布、共被引情况及关键词的可视化分析。结果:近20年国内外有关中医疗法干预冠心病合并抑郁的文献量逐年上升,中国是该领域研究的领先国家,且与其他国家交流合作较多。国际WEN-RU WANG团队发文量较高,国内赵海滨团发文量较高。国内外收录该领域研究的期刊影响力较低,现有的文章大多引用具有一定国际影响力的杂志。心肌梗死、心绞痛、死亡率、Meta分析是出现频次较高的关键词;中医疗法干预冠心病合并抑郁的研究热点多集中在中药防治冠心病合并抑郁的临床研究与该病的发病机制。结论:近年来中医疗法干预冠心病合并抑郁的研究愈发受到学者的重视,该领域未来具有广阔前景。     

空间转录组技术在肾脏疾病研究中的应用

近10年来,通过单细胞RNA测序获取单个细胞基因表达谱、鉴定细胞类型和功能已取得重大进展。然而细胞在不同组织内的空间位置信息对于进一步鉴定细胞类型,明确细胞功能变化和细胞间相互作用,探索组织内环境改变及其同疾病发生发展的关系至关重要。空间转录组技术应运而生,且近年来发展迅速。本文将对常见的空间转录组技术、与其他组学数据整合分析的研究思路,及在肾脏疾病研究中的应用进行综述。     

BCG感染树突状细胞的转录组测序和分析

目的 通过转录组学筛选DC2.4细胞内BCG感染相关的差异表达基因和信号通路,为探索DC细胞抗分枝杆菌的胞内免疫机制提供科学依据。方法 以小鼠DC2.4细胞作为细胞模型,设置感染组和未感染组,感染组经BCG(MOI=2)感染,培养24 h后收集细胞,采用转录组测序技术(RNA-Seq)检测感染组和未感染组mRNA表达谱并结合生物信息学分析方法,筛选树突状细胞内与BCG感染相关的差异表达基因并进行qRT-PCR验证。结果 与未感染组相比,感染组差异表达基因共有27个(P<0.05),其中26个上调基因,1个下调基因。通过GO和KEGG富集分析发现差异基因参与炎症反应、免疫系统过程等;TNF信号通路、IL-17信号通路以及细胞因子与细胞因子受体信号通路等参与BCG胞内感染过程。qRT-PCR验证与BCG感染相关的差异表达基因与转录组数据趋势一致。结论 BCG感染树突状细胞后,能够激发宿主细胞炎症反应和免疫应答,TNF、IL-17等信号通路参与BCG胞内感染过程。     

寄生原虫单细胞测序的研究进展

近年来随着单细胞测序技术迅速发展,其在人体、动物、植物、肿瘤及病原微生物等领域已经广泛开展研究。与宿主体内的基因突变相似,大多数寄生虫也存在突变,其基因组测序研究多集中在数百万大样本单个虫体细胞中。目前针对改变特定的宿主-寄生虫系统,现已开发出寄生虫单细胞测序方法,此举使得复杂的寄生虫种群中的遗传多样性和亲缘关系得以破译,并能捕获遗传突变的基因序列。本研究以人兽共患的疟原虫和利什曼原虫为例,概述寄生虫单细胞基因组测序的方法和进展,以及这些方法在寄生虫生物学中的应用。     

腐食酪螨转录组测序及生物信息学分析

目的　获得腐食酪螨转录组数据,为后续基因功能研究奠定基础。方法　基于Illumina HiSeqTM 2000高通量测序平台,对腐食酪螨雌雄混合螨体进行测序,采用Trinity软件组装转录本获得单基因簇（Unigenes）。将单基因簇与非冗余蛋白质序列（RefSeq non?redundant protein sequence,NR）数据库、核苷酸序列（nucleotide sequence database,NT）数据库、Swiss?Prot数据库、京都基因和基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）数据库、直系同源簇（clusters of orthologous groups,COG）数据库中的蛋白质序列进行比对,对其进行功能注释。将单基因簇按照NR、Swiss?Prot 蛋白库优先级顺序进行编码序列（coding sequence,CDS）比对、预测。利用MISA软件对腐食酪螨Unigenes进行简单重复序列（simple sequence repeats,SSR）位点分析。使用SOAPsnp技术检测螨虫单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）。结果　转录组测序数据质控后获得4.67 Gb高质量数据,组装后获得51 271个单基因簇,总长度为41 848 995 个核苷酸（nucleotide,nt）、平均长度为816 nt。将单基因簇与公共数据库进行比对和功能注释后,得到29 053个有功能注释的Unigenes。预测发现27 443条CDS,检测到23 092个SSR位点信息和148 027个SNP位点信息。结论　通过测序技术建立了腐食酪螨转录组数据库,获得了大量腐食酪螨转录本信息,为后续过敏相关基因功能学研究奠定了基础。     

基于单细胞转录组鉴定动脉粥样硬化自身免疫表征

[目的]基于单细胞转录组生物信息学方法探讨动脉粥样硬化免疫微环境特征,挖掘免疫炎症与动脉粥样硬化之间潜在的联系。[方法]从GEO数据库中提取单细胞转录组数据集GSE159677,可视化分析颈动脉粥样硬化斑块区及其近心端毗邻非斑块区细胞组成成分,利用CellChat整合细胞间通讯网络,分析细胞间交互作用差异,识别动脉粥样硬化斑块免疫炎症信号通路差异,探索动脉粥样硬化免疫微环境中细胞间受体-配体特异性变化通路。[结果]本研究从单细胞测序的视角分析了动脉粥样硬化斑块内的细胞构成和细胞通讯。研究发现,在动脉粥样硬化斑块的细胞构成中内皮细胞和平滑肌细胞减少,而T细胞、单核细胞、巨噬细胞及软骨细胞明显增加。通过细胞通讯分析,发现树突状细胞、单核细胞、巨噬细胞、自然杀伤细胞与内皮细胞间的通讯作用及部分细胞与单核细胞间的通讯作用均有显著的改变,相关信号通路包括CXCL家族与ACRK1、CCL家族与ACRK1、MIF与CD74等配体-受体互作。MIF、ANXA1、YNF、RETN、LGASL9等对单核细胞以及NAMPT、CCL2、TNFSF12对内皮细胞的通讯改变在免疫炎症反应调控动脉粥样硬化机制中起着...     

转录组测序分析PM2.5与小鼠肠道疾病发生的关系

目的通过转录组测序分析颗粒物(PM)2.5是否会在肠道中积累并引起基因表达的异常。方法采用BALB/c品系小鼠,将处理过的PM2.5硅胶颗粒采用直接饲喂方式进行培养,分别取喂食10 d和30 d的小鼠大肠黏膜进行转录组测序并进行基因表达分析。结果对显著性差异基因进行GO富集分析和KEGG富集分析,结果显示PM2.5硅胶颗粒喂食10 d的小鼠大肠黏膜中基因表达多处于下调状态,喂食30 d的小鼠大肠黏膜在免疫相关、代谢等类别中有明显上调,炎症相关的信号通路也处于上调状态。结论 PM2.5硅胶颗粒能够在肠道中累积并刺激机体的免疫反应,诱发机体的炎症反应并导致疾病发生。     

转录组测序分析非酒精性脂肪肝的重要调控分子

目的 探讨非酒精性脂肪肝(non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD)细胞与正常肝细胞中差异表达的基因。方法 建立NAFLD细胞模型。采用棕榈酸诱导人正常肝细胞LO2细胞;油红O染色观察细胞脂肪蓄积情况;流式细胞仪检测棕榈酸对LO2细胞的凋亡影响。对正常LO2细胞和模型细胞组进行转录组测序,筛选差异表达基因,并对差异表达基因进行KEGG功能富集分析和GO功能富集分析。采用RT-PCR检测差异基因的表达。结果 随着棕榈酸浓度的增加,细胞脂肪蓄积越明显,结合凋亡率筛选出最优棕榈酸诱导浓度用于后续研究。转录组结果显示,与对照组相比,模型组差异表达基因数目有780个,上调基因数目447个,下调基因数目333个,GO富集通路分析具有显著富集意义,KEGG富集通路主要涉及了20条信号通路,主要包括TNF、蛋白输出、NOD等信号通路。RT-PCR结果显示FGF21、AMBP、GOLGA7B和DDIT3在NAFLD中高表达,SPTLC3、PALM2和SPTSBB在NAFLD中低表达。结论 NAFLD可引起相关差异基因表达,可能通过脂质代谢中的关键靶基因调控NAFL...     

中性粒细胞在心肌梗死中作用的文献计量学和可视化分析

目的 了解中性粒细胞在心肌梗死中作用的研究现状,分析该领域的研究趋势。方法 检索Web of Science核心合集数据库中2000～2020年中性粒细胞和心肌梗死的相关文献,通过CiteSpace进行整理和可视化分析,制作和分析作者合作网络图谱、机构合作网络图谱、国家合作网络图谱、关键词共现网络图谱和文献共被引图谱等。结果 检索相关文献2172篇。近20年的发文量总体呈增长趋势。美国、中国、土耳其发文量较多,且发文机构主要以哈佛大学、慕尼黑大学等大学为主要力量。Circulation和J Am Coll Cardiol为发文较多的期刊。中性粒细胞胞外陷阱、炎症、中性粒细胞/淋巴细胞比值、抬高型心肌梗死等为近年的研究热点。结论 文章研究结果可为今后从事心肌梗死和中性粒细胞的研究人员了解该领域的热点和预测未来发展趋势提供依据。     

长QT综合征相关研究的文献计量学分析

目的 分析近16年长QT综合征研究相关领域的研究现状、热点及动态前沿.方法 以Web of Science(WOS)核心合集数据库为数据来源,利用CiteSpace软件对近16年长QT综合征相关研究进行可视化分析,探讨相关研究的国家/机构、期刊、作者及关键词进行文献计量学分析.结果 共检索680篇SCI文献,类型以期刊...     

房颤心房纤维化相关研究的文献计量学分析

目的 分析近20年房颤心房纤维化相关领域的研究现状、热点及趋势。 方法 以Web of Science核心合集数据库为数据来源,利用可视化分析软件CiteSpace对近20年房颤心房纤维化相关研究进行可视化分析,探讨相关研究的作者、国家/机构分布、期刊分布状况以及对关键词进行分析。 结果 纳入1 468篇SCI文章,发文量最高的作者是Nattel S,引文量最高的是Burstein B。美国和中国为该领域研究的主要国家,美国犹他大学、约翰霍普金斯大学是房颤心房纤维化研究的重要机构,载文量最多的期刊是《Journal of cardiovascular electrophysiology》,被引频次最高的期刊是《Circulation》,主要的研究热点是①心力衰竭/心肌梗死并发心房颤动与心房纤维化研究;②心房纤维化评估在心房颤动导管消融/基质消融中的应用③炎症及氧化应激在房颤心房纤维化中的作用机制研究。研究的前沿方向主要有①关于房颤患者的患病率、复发率和死亡率的研究;②房颤患者中风的预防;③基于心肌成纤维细胞探讨房颤相关机制的研究;④房颤患者的管理;⑤通过延迟增强MRI评估心房组织纤维化程度。 结论 本研究为了解房颤心房纤维化相关研究提供了一个视角,为研究者识别潜在的合作者和合作机构、热点话题和研究前沿提供了有价值的信息。     

同型半胱氨酸与冠心病相关研究的文献计量学分析

目的 对同型半胱氨酸与冠心病相关研究进行文献计量学及可视化分析,探讨该领域的研究趋势与前沿方向。方法 检索中国知网、Web of Science Core Collection(WOSCC)数据库中2012年—2021年的相关文献,运用CiteSpace 5.8 R2软件对筛选文献的年发文量、作者、机构和国家分布情况进行分析,并对关键词进行共现分析,同时挖掘该领域具有高影响力的共被引文献与作者。结果 共纳入文献2 934篇,同型半胱氨酸与冠心病相关研究近10年年发文量呈稳步增长态势,发文量最多的国外作者是Per M Ueland,国内作者是赵洛沙,核心共被引作者是Clarker R和Armitage J M,Clarker团队发表的文章被引频次最高,是该领域具有高影响力的文献,热点关键词除检索词外主要是高血压、相关性、心血管疾病、尿酸、危险因素、心肌梗死、叶酸、氧化应激等。结论 应用知识图谱可视化分析方法可直观展示血清同型半胱氨酸水平与冠心病关系的研究现状和热点。