单细胞文章专列——细胞图谱-技术圈

生物信息学习的正确姿势

NGS系列文章包括NGS基础、高颜值在线绘图和分析、转录组分析（Nature重磅综述|关于RNA-seq你想知道的全在这）、ChIP-seq分析（ChIP-seq基本分析流程）、单细胞测序分析 (重磅综述：三万字长文读懂单细胞RNA测序分析的最佳实践教程)、DNA甲基化分析、重测序分析、GEO数据挖掘（典型医学设计实验GEO数据分析 (step-by-step)）、批次效应处理等内容。

2016年，Aviv和Sarah等人发起"人类细胞图谱计划" (Human Cell Atlas Project)，该项目与“人类基因组计划”媲美，Facebook创始人扎克伯格计划资助30亿美元。“人类细胞图谱计划”是一项大型国际合作项目，旨在根据独特的分子信息(如基因表达)对个体所有细胞种类进行定义,并将这些信息与传统的细胞学表述(如位置和形态)相关联，从而确定个体所有类型细胞中的基因表达模式、其独特的生理状态、发育轨迹和位置。我们通过PubMed数据库检索，筛选近10年内的高分细胞图谱文章，共获得83篇文献，现选择其中53篇代表性文章进行导读，其余文末使用表格列出。万字长文，欢迎收藏阅读。

文献导读

英文题目：Construction of a human cell landscape at single-cell level

中文题目：在单细胞水平上构建人类细胞图谱

发表时间：2020/03/28

发表杂志：Nature

影响因子：42

DOI：10.1038/s41586-020-2157-4

摘要：单细胞测序是分析复杂系统中细胞异质性的宝贵工具。然而，我们尚未获得人类全面的单细胞图谱。在这里，我们使用单细胞mRNA测序来确定所有主要人体器官的细胞类型组成，并构建人类细胞图谱（HCL）。我们发现了许多尚未充分表征的组织的单细胞层次结构。我们建立了有助于定义人类细胞身份的“单细胞HCL分析”流程。最后，我们对人和老鼠的图谱进行了单细胞比较分析，以确定保守的遗传网络。我们发现干细胞和祖细胞表现出很强的转录随机性，而分化的细胞则更为独特。我们的结果为人类生物学的研究提供了有用的资源。

英文题目：Mapping the Mouse Cell Atlas by Microwell-Seq

中文题目：通过Microwell-Seq绘制小鼠细胞图谱

发表时间：2018/2/24

发表杂志：Cell

影响因子：38

DOI：10.1016/j.cell.2018.02.001

摘要：单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术将重塑当前的细胞类型分类系统。然而，基于转录组的单细胞图谱还没有在复杂的哺乳动物系统中实现。在这里，我们使用简单，廉价的设备开发了Microwell-seq，一种高通量，低成本的scRNA-seq平台。使用Microwell-seq，我们分析了覆盖所有主要小鼠器官的400,000多个单细胞，并构建了小鼠细胞图谱（MCA）的基本方案。我们揭示了以前没有被很好表征的许多组织的单细胞层次结构。我们建立了一个基于Web的“单细胞MCA分析”流程，该流程可根据单细胞表达准确定义细胞类型。我们的研究证明了微孔测序技术和MCA资源的广泛适用性。

英文题目：A Spatiotemporal Organ-Wide Gene Expression and Cell Atlas of the Developing Human Heart

中文题目：人类心脏发育的空间基因表达和细胞图谱

发表时间：2019/12/14

发表杂志：Cell

影响因子：38

DOI：10.1016/j.cell.2019.11.025

摘要：人类心脏形态发生的过程尚不完全清楚。其完整特征需要结合单细胞探索器官范围的基因表达情况。在这里，我们提出了一种揭示胚胎心脏在三个发育阶段的细胞图谱的分子方法，并将特定细胞类型的基因表达映射到特定的解剖结构域。空间转录学确定了与每个发育阶段不同解剖区域相对应的独特基因图谱，通过单细胞RNA测序鉴定了人胚胎心肌细胞类型，证实并丰富了胚胎心脏基因表达的空间注释。然后使用原位测序来鉴定这些结果，并创建三个发育阶段的空间亚细胞图。最后，我们建立了一个公开的人类发育心脏的网站，以促进未来对人类心脏发生的研究。

英文题目：The single-cell transcriptional landscape of mammalian organogenesis

中文题目：哺乳动物器官发育的单细胞转录组图谱

发表时间：2019/02/22

发表杂志：Nature

影响因子：42

DOI：10.1038/s41586-019-0969-x

摘要：哺乳动物的器官形成是一个不可思议的过程。在很短的时间内，三个胚层的细胞会转变成包含大部分主要内部和外部器官的胚胎。在这里，我们在单细胞分辨率下研究小鼠器官的转录动态。使用单细胞组合标记，我们在一个单独的实验中，分析了从妊娠9.5天到13.5天的61个胚胎中提取的约200万个细胞的转录组。由此产生的“小鼠器官发生细胞图谱”(MOCA)提供了这一关键时期发育过程的全局视图。我们使用Monocle 3来识别数百种细胞类型和56条轨迹，其中许多只是由于细胞覆盖的深度才被检测到，并共同定义了数千个相应的标记基因。我们探索了基因表达在细胞类型和细胞轨迹中的动态变化，包括对顶端外胚层嵴、肢体间质和骨骼肌的重点分析。

英文题目：A single-cell molecular map of mouse gastrulation and early organogenesis

中文题目：小鼠原肠胚形成及早期器官发生的单细胞分子图谱

发表时间：2019/02/20

发表杂志：Nature

影响因子：42

DOI：10.1038/s41586-019-0933-9

摘要：在动物细胞界中，原肠胚化是一个关键的发育事件，在此期间，胚胎多能干细胞分化成能产生成体有机体的特定谱系前体。在这里，我们报道了从受精后6.5到8.5天的9个连续时间点收集的小鼠胚胎中116,312个单细胞的转录谱。我们构建了一个从多能分化到所有主要胚胎谱系的分子图谱，并探讨了内脏和原始条纹衍生内胚层的融合有关的的复杂事件。此外，我们使用单细胞分析显示Tal1−/−嵌合胚胎在早期中胚层分化中存在缺陷，因此我们证明了结合时间信息和转录信息可以如何阐明基因功能。总之，这一对哺乳动物细胞在体内分化轨迹的全面描述为理解基因突变在发育过程中的影响提供了基础，也为优化再生医学的体外分化方案提供了路线图。

英文题目：Landscape of Infiltrating T Cells in Liver Cancer Revealed by Single-Cell Sequencing

中文题目：单细胞测序揭示了肝癌中浸润性T细胞图谱

发表时间：2017/6/17

发表杂志：Cell

影响因子：38

DOI：10.1016/j.cell.2017.05.035

摘要：肿瘤浸润淋巴细胞的系统探索是癌症免疫疗法发展以及预测其临床反应的关键。在这里，我们对从六名肝细胞癌患者的外周血，肿瘤和邻近正常组织中分离出的5,063个T细胞进行了深度单细胞RNA测序。这些单个细胞的转录谱，再加上组装的T细胞受体（TCR）序列，使我们能够根据T细胞的分子和功能特性鉴定11个T细胞亚群，并描绘出它们的发育轨迹。我们为每个亚群鉴定了特征基因，并且发现在肝细胞癌（HCC）中，特定的亚群（如枯竭的CD8 + T细胞和Tregs）优先富集并可能克隆扩增。其中有一种基因layilin，在活化的CD8 + T细胞和Tregs中上调，并在体外抑制CD8 + T细胞的功能。这份转录组数据概括为了解癌症的免疫状况提供了宝贵的见解和丰富的资源。

英文题目：Single-Cell Map of Diverse Immune Phenotypes in the Breast Tumor Microenvironment

中文题目：乳腺肿瘤微环境中不同免疫表型的单细胞图谱

发表时间：2018/7/3

发表杂志：Cell

影响因子：38

DOI：10.1016/j.cell.2018.05.060

摘要：了解肿瘤微环境中的免疫细胞表型对理解癌症进展机制和免疫治疗反应至关重要。我们使用单细胞RNA-seq分析了来自8个乳腺癌的45000个免疫细胞，以及匹配的正常乳腺组织、血液和淋巴结。我们开发了预处理流程SEQC和贝叶斯聚类和归一化方法Biscuit，以解决单细胞数据固有的计算难题。尽管正常和肿瘤组织免疫细胞之间有显著的相似性，但我们观察到肿瘤微环境特异性的持续表型扩增。对来自27,000个额外的T细胞的配对单细胞RNA和T细胞受体（TCR）测序数据的分析揭示了TCR的使用对表型多样性的组合影响。我们的结果支持了癌症中T细胞中持续激活的模型，而与癌症中的巨噬细胞极化模型不符。我们的结果对于表征浸润肿瘤的免疫细胞具有重要意义。

英文题目：A Single-Cell Atlas of In Vivo Mammalian Chromatin Accessibility

中文题目：哺乳动物体内染色质可及性的单细胞图谱

发表时间：2018/8/7

发表杂志：Cell

影响因子：38

DOI：10.1016/j.cell.2018.06.052

摘要：我们应用了组合索引测定法sci-ATAC-seq，来分析13只成年小鼠组织的约100,000个单细胞的全基因组染色质可及性。我们确定了85种不同的染色质可及性模式，其中大多数可分配给细胞类型，以及约400,000个差异可及性元素。我们使用这些数据将调控元件与其靶基因联系起来，以定义指定的每种细胞类型的转录因子模式，并发现不同细胞类型间可及性的异质性的体内相关关系。我们开发了一种将单细胞基因表达数据映射到单细胞染色质可及性数据的技术，以促进图谱的比较。通过联系小鼠染色质可及性与人类全基因组关联统计，我们确定了数百种复杂性状的遗传信号的细胞类型特异性富集。这些数据定义了在单细胞分辨率下常见哺乳动物细胞类型的调控基因组的体内图谱。

英文题目：A Single-Cell Atlas of the Tumor and Immune Ecosystem of Human Breast Cancer

中文题目：人类乳腺癌肿瘤和免疫系统的单细胞图谱

发表时间：2019/4/16

发表杂志：Cell

影响因子：38

DOI：10.1016/j.cell.2019.03.005

摘要：乳腺癌是一种异质性疾病。肿瘤细胞和相关的健康细胞形成的生态系统决定了疾病进程和对治疗反应。为了描述乳腺癌生态系统的特征及其与临床数据的关系，我们使用质谱分析了144例人类乳腺肿瘤和50例非肿瘤组织样本。使用肿瘤和免疫细胞为中心的抗体板评估了2600万细胞中73个蛋白的表达。肿瘤细胞组成具有个体性，包括表型异常和表型优势。肿瘤与免疫细胞之间的关联分析揭示了与免疫抑制和预后不良有关的生态系统特征。在高等级的ER +和ER-肿瘤中发现高频率的PD-L1 +肿瘤相关巨噬细胞和衰竭的T细胞。这种大规模的单细胞图谱加深了我们对乳腺肿瘤生态系统的了解，并表明基于生态系统的患者分类将有助于识别针对肿瘤及其免疫环境的精准医学方法的个体。

英文题目：A Single-Cell Transcriptome Atlas of the Aging Drosophila Brain

中文题目：衰老的果蝇大脑的单细胞转录组图谱

发表时间：2018/6/19

发表杂志：Cell

影响因子：38

DOI：10.1016/j.cell.2018.05.057

摘要：大脑中细胞类型和调节状态的多样性，以及这些在衰老过程中是如何变化的，在很大程度上仍是未知的。我们展示了整个成年果蝇大脑整个生命周期采样的单细胞转录组图谱。细胞聚类确定了87个初始细胞聚类，这些聚类通过靶向细胞分选进一步细分并验证。我们的数据显示出较高的粒度，并可以识别多种细胞类型。使用SCENIC进行的基因网络分析显示，调控异质性与能量消耗有关。在衰老过程中，RNA含量呈指数级下降，而不影响老年大脑的神经元身份。该单细胞脑图谱覆盖了正常大脑中几乎所有的细胞，并在我们独特的单细胞分析平台SCope (http://scope.aertslab.org)中提供了与其他果蝇和哺乳动物单细胞数据集一起研究细胞多样性的工具。这些结果与SCope一起，可以全面探索整个衰老大脑的所有转录状态。

英文题目：An Immune Atlas of Clear Cell Renal Cell Carcinoma

中文题目：透明细胞肾癌的免疫图谱

发表时间：2017/5/6

发表杂志：Cell

影响因子：38

DOI：10.1016/j.cell.2017.04.016

摘要：肿瘤微环境中的免疫细胞调节机制是潜在的治疗靶点。巨噬细胞和T细胞是微环境的关键组成部分，但它们在这个机体中的表型与临床的关系尚不明确。我们使用带有大量抗体标记的质谱技术对73例肾透明细胞癌(CcRCC)患者和5名健康对照者的样本进行了深入的免疫分析。在350万个被测细胞中，我们鉴定出17种肿瘤相关巨噬细胞，22种T细胞，以及与生存相关的独特的免疫成分，从而展示了这种疾病中肿瘤微环境详细的人类免疫图谱。这项研究揭示了免疫治疗开发的潜在生物标记物和靶点，以及可用于其他肿瘤类型的免疫图谱的验证工具。

英文题目：CaloricRestriction Reprograms the Single-Cell Transcriptional Landscape of RattusNorvegicus Aging

中文题目：卡路里限制重塑衰老大鼠的单细胞转录组图谱研究

发表时间：2020/2/29

发表杂志：Cell

影响因子：38

DOI：10.1016/j.cell.2020.02.008

摘要：限制热量摄入（CR）可能延缓衰老导致的全身性的功能衰退。然而，衰老的细胞特征以及热量限制改善的具体方面仍不清楚。这里，我们建立了全面的单细胞和单核转录图谱，涵盖了经历衰老和同时期CR的各种大鼠组织。CR减弱了与衰老相关的细胞类型组成、基因表达和核心转录调控网络的变化。免疫细胞在衰老过程中增多，CR有利于逆转衰老干扰的免疫系统。计算预测显示，在衰老过程中存在的异常细胞-细胞通讯模式，包括被CR逆转的过度促炎配体-受体相互作用。我们的工作提供了哺乳动物衰老和CR相关的多组织单细胞转录图谱，增强了我们对CR作为老年预防保护干预措施的理解，并揭示了代谢干预如何作用于免疫系统来改变衰老过程。

英文题目：High-Resolution mRNA and Secretome Atlas of Human Enteroendocrine Cells

中文题目：人肠道内分泌细胞的高分辨率mRNA和分泌蛋白组图谱

发表时间：2020/5/15

发表杂志：Cell

影响因子：38

DOI：10.1016/j.cell.2020.04.036

摘要：肠道内分泌细胞（EEC）通过感知肠内物质并释放激素来调节肠胃活动，身体新陈代谢和食物摄入。关于人类EEC亚型的分子组成和个别激素的调节分泌知之甚少。在这里，我们描述了一个用于人类EEC的功能研究的基于类器官的平台。通过在体外短暂表达 NEUROG3 诱导 EEC 的形成。我们设计了一套以荧光标记主要激素类型的肠道类器官，获得了不同的 EEC 亚型单细胞mRNA图谱，并通过质谱法记录了它们的分泌产物。我们注意到人类与小鼠 EEC 在激素，感觉受体和转录因子上的主要区别。值得注意的是，我们还发现了几种激素样分子。分泌素诱导的GLP-1分泌是 EEC 相互通讯的例证。事实上，单个 EEC 亚型携带着不同的 EEC 激素受体。这项研究为研究人类 EEC 的发育和功能提供了丰富的资源。

英文题目：Landscape and Dynamics of Single Immune Cells in Hepatocellular Carcinoma

中文题目：单细胞测序揭示肝细胞癌免疫细胞图谱及其动态特征

发表时间：2019/11/02

发表杂志：Cell

影响因子：38

DOI：10.1016/j.cell.2019.10.003

摘要：肝细胞癌（HCC）的免疫微环境特征尚不清楚。结合两种单细胞RNA测序技术，我们从HCC患者的五个免疫相关部位（肿瘤，邻近肝脏，肝淋巴结（LN），血液和腹水）获得了CD45 +免疫细胞的转录组。LAMP3 +树突状细胞（DC）系似乎是传统的DC的成熟形式，具有从肿瘤迁移到 LN 的潜力。LAMP3 + DC还表达了多种免疫相关配体，并具有调节多种淋巴细胞亚型的潜力。在表现出不同转录状态的肿瘤巨噬细胞中，与肿瘤相关的巨噬细胞（TAM）与不良预后相关，我们在这些细胞中建立了SLC40A1和GPNMB的炎症作用关系。此外，腹水中的髓样细胞和淋巴样细胞主要分别与肿瘤和血液起源相关。这项研究揭示的各种CD45 +细胞类型的动态特性，为HCC的免疫环境增加了新的见解。

英文题目：The adult human testis transcriptional cell atlas

中文题目：成人睾丸的转录组细胞图谱

发表时间：2018/10/14

发表杂志：Cell Res

影响因子：20

DOI：10.1038/s41422-018-0099-2

摘要：人类成年精子形成维持精原干细胞（SSC）的自我更新和分化的平衡，以及复杂的生殖细胞与微环境的相互作用，以确保长期生育和稳定的基因组。在这里，我们对来自年轻人的约6500个睾丸细胞进行了单细胞RNA测序。我们发现了五种干/体细胞类型（间质细胞，肌样细胞，支持细胞，内皮细胞，巨噬细胞），并观察了生殖-干细胞相互作用和关键的人鼠之间的差异。精子发生，包括减数分裂，进行了计算重建，揭示了顺序编码，非编码和重复元素的转录特征。有趣的是，我们鉴定了五个离散的转录/发育精原细胞状态，包括一个新发现的早期SSC状态，称为状态 O。表观遗传学特征和初期的转录分析表明，这些精原细胞状态具有发育可塑性。为了了解状态 O 的来源，我们分析了婴儿的睾丸细胞，并鉴定了成人状态 O 和婴儿SSC之间独特的相似性。总体而言，我们的数据集描述了正常成人睾丸的关键转录和表观遗传学特征，并为生殖细胞发育转化和可塑性提供了新见解。

英文题目：Single-cell transcriptomic atlas of primate cardiopulmonary aging

中文题目：灵长类动物衰老心肺的单细胞转录组图谱

发表时间：2020/09/11

发表杂志：Cell Res

影响因子：20

DOI：10.1038/s41422-020-00412-6

摘要：衰老是许多疾病的主要危险因素，尤其是在高度流行的心肺合并症和包括2019年冠状病毒病（COVID-19）在内的传染病中。因此，迫切需要解决与高等哺乳动物衰老相关的细胞和分子机制。在这里，我们构建了肺，心脏和动脉的年轻和年老的非人类灵长类动物单核/细胞转录组图谱，这是SARS-CoV-2侵袭的主要组织。细胞类型特异性衰老相关转录变化的分析显示，全身炎症反应增强和病毒防御能力下降是心肺衰老的标志。随着年龄的增长，肺泡上皮屏障，心肌细胞和血管内皮细胞中SARS-CoV-2受体血管紧张素转换酶2（ACE2）的表达增加。，我们发现白细胞介素7（IL7）在老年心肺组织中积累，并以NF-κB依赖性方式诱导人血管内皮细胞中ACE2的表达。此外，用维生素C处理可阻断IL7诱导ACE2的表达。总而言之，我们的发现描绘了老年灵长类动物心肺系统的第一个转录组图谱，并提供了与年龄相关的SARS-CoV-2易感性的重要见解，这表明，神经保护策略可能会降低老年人中COVID-19的严重程度。

英文题目：The Dynamic Transcriptional Cell Atlas of Testis Development during Human Puberty

中文题目：人类青春期睾丸发育的动态转录组细胞图谱

发表时间：2020/01/14

发表杂志：Cell Stem Cell

影响因子：20

DOI：10.1016/j.stem.2019.12.005

摘要：人类睾丸在青春期会经历急剧的发育和结构变化，包括体细胞生态位细胞的增殖和成熟以及精子发生。为了揭示这一未被充分研究的过程，我们对来自四个青春期男孩的约10,000个睾丸细胞的单细胞转录组进行了剖析和分析，并将其与婴儿和成人的睾丸细胞进行了比较。在青春期，未分化的精原细胞在配子形成开始之前先后增殖并分化。值得注意的是，我们确定了睾丸间质细胞和肌样细胞共同的青春期前祖细胞，并描述了控制青春期分化的候选因子。此外，在青春期聚集为另一种单独的成熟群体之前，青春期前的睾丸支持细胞在代谢谱上表现出两个不同的转录状态。睾酮抑制的变性睾丸的单细胞分析进一步强调了睾酮在支持细胞成熟，抗菌肽分泌和精原细胞分化中的作用。综上所述，我们关于人类睾丸发育的转录图谱提供了有关男性青春期发育变化和关键因素的多种见解。

英文题目：A Single-Cell Transcriptomic Atlas of Thymus Organogenesis Resolves Cell Types and Developmental Maturation

中文题目：单细胞转录组图谱解析胸腺器官形成过程的细胞类型和发育成熟过程

发表时间：2018/06/10

发表杂志：Immunity

影响因子：22

DOI：10.1016/j.immuni.2018.04.015

摘要：胸腺发育对于适应性免疫系统至关重要，目前需要一个以单细胞分辨率捕获的胸腺器官形成的完整转录组图谱。我们应用单细胞RNA测序（RNA-seq）捕获发育到第8天的胸腺，干扰T细胞受体重排和体外器官培养，生成24,279个细胞的图谱。我们揭示了发育过程中淋巴细胞的转录组异质性，遗传扰动证实了常规和非常规淋巴细胞的T细胞身份。我们表征了胸腺上皮细胞在体内动态的成熟过程，在胸腺器官培养物中对细胞的成熟状态进行了分类，并揭示了胸腺上皮细胞尽管暴露于外源视黄酸但仍能保持转录规律性的潜力。最后，通过将细胞图谱与人类全基因组关联研究（GWAS）数据和自身免疫疾病相关基因整合在一起，我们认为胚胎胸腺驻留细胞可能是自身免疫疾病发生的参与者。这些资源为胸腺器官形成的生物学发现和分子分析提供了单细胞转录组图谱。

英文题目：Transcriptional Landscape of Human Tissue Lymphocytes Unveils Uniqueness of Tumor-Infiltrating T Regulatory Cells

中文题目：人类淋巴细胞组织的转录组图谱揭示肿瘤浸润的调节性T细胞的独特性

发表时间：2016/11/17

发表杂志：Immunity

影响因子：22

DOI：10.1016/j.immuni.2016.10.021

摘要：肿瘤浸润调节性T淋巴细胞（Treg）可以抑制特异于肿瘤抗原的效应T细胞。因此，肿瘤浸润淋巴细胞的更深分子定义可以提供治疗机会。将T辅助细胞1（Th1），Th17和Treg细胞浸润结直肠癌或非小细胞肺癌的转录组与正常组织相同亚组的转录组进行比较，并在单细胞水平上进行了验证。我们发现肿瘤浸润的Treg细胞具有高度抑制性，上调了几个免疫检查点，并在细胞表面表达了特定的信号分子，例如白介素-1受体2（IL1R2），程序性死亡（PD）-1 Ligand1，PD-1 Ligand2和CCR8趋化因子，以前在Treg细胞上没有描述。值得注意的是，Treg细胞标记基因（例如LAYN，MAGEH1或CCR8）的全肿瘤样品中的高表达与不良预后相关。我们的发现为深入了解人类肿瘤浸润Treg细胞的分子特性和功能提供了见识，并确定了肿瘤免疫疗法的潜在靶标。

英文题目：Immune Landscape of Viral- and Carcinogen-Driven Head and Neck Cancer

中文题目：病毒和致癌物驱动的头颈癌的免疫图谱

发表时间：2020/1/12

发表杂志：Immunity

影响因子：22

DOI：10.1016/j.immuni.2019.11.014

摘要：头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）是由于暴露于环境致癌物或人乳头瘤病毒（HPV）引起的恶性转化而引起的。在这里，我们评估了来自HPV–和HPV + HNSCC患者以及健康供体的外周和肿瘤内免疫群体中131,224个单细胞的转录谱。HPV–和HPV + HNSCC肿瘤内的免疫细胞表现出一系列转录特征，辅助CD4 + T细胞和B细胞相对发散，而CD8 + T细胞和CD4 +调节性T细胞相对相似。转录结果通过多光谱免疫荧光分析和基于空间邻近性的推定细胞-细胞通讯来进行背景分析。这些分析定义了与CD4 + T卵泡辅助细胞相关的基因表达特征，该基因表达特征与HNSCC患者的无进展生存期较长有关。本文的数据集和分析方法为进一步研究免疫细胞对病毒和致癌物诱导的癌症的影响提供了资源。

英文题目：An Integrated Multi-omic Single-Cell Atlas of Human B Cell Identity

中文题目：人类B细胞身份的整合多组单细胞图谱

发表时间：2020/7/16

发表杂志：Immunity

影响因子：22

DOI：10.1016/j.immuni.2020.06.013

摘要：B细胞具有多种效应子功能，包括抗体分泌，抗原呈递，细胞因子产生和免疫记忆的产生。通过使用表面分子对人类B细胞进行分类的一致策略对于利用这种功能多样性进行临床翻译至关重要。我们开发了高度多重的屏幕，以量化351个表面分子在数百万个人类B细胞上的共表达。我们鉴定了差异表达的分子，并将它们的变异与同种型用法，VDJ序列，代谢谱，生物合成活性和信号传导响应进行了比对。基于这些分析，我们提出了一种分类方案，将B细胞从四个淋巴组织中分离为十二个独特的亚组，包括CD45RB + CD27-早期记忆人群，类别转换的CD39 +扁桃体居民人群和有效地CD19hiCD11c +记忆人群。对免疫激活作出反应。该分类框架和基础数据集为进一步研究人类B细胞身份和功能提供了资源。

英文题目：A single-cell chromatin map of human embryos

中文题目：人类胚胎的单细胞染色质图谱

发表时间：2018/6/20

发表杂志：Nat Cell Biol

影响因子：20

DOI：10.1038/s41556-018-0134-z

摘要：DNA甲基化，染色质状态及其相互关系代表着重要的表观遗传信息，但在人类早期胚胎中这些很大程度上是未知的。在这里，我们应用单细胞染色质总体组学景观排序（scCOOL-seq），以在人类植入前的发育过程中以单细胞分辨率生成全基因组的DNA甲基化和染色质可及性图。与小鼠不同，在人类的合子中期，父本基因组的染色质已经比母体基因组的染色质开放，并且这种状态一直维持到4细胞阶段。受精后，DNA甲基化差异较大的基因和染色质可及性差异较大的基因往往是两个不同的集合。此外，当转录活性受到抑制时，启动子中5,155个（35％）广泛开放的染色质区域中有1,797个关闭，表明转录与开放染色质维持之间存在反馈机制。我们的工作为剖析人类植入前发育过程中复杂但高度协调的表观遗传重编程铺平了道路。

英文题目：Single-cell reconstruction of the adult human heart during heart failure and recovery reveals the cellular landscape underlying cardiac function

中文题目：成人心脏在心力衰竭和恢复期间的单细胞重建揭示了潜在的心脏功能的细胞图谱

发表时间：2020/1/10

发表杂志：Nat Cell Bio

影响因子：20

DOI：10.1038/s41556-019-0446-7

摘要：由于心脏病的患病率和高死亡率，有必要对人的心脏进行更详细的表征；然而，这在很大程度上受到心脏组织的细胞多样性和有限的样本获取的阻碍。在这里，我们显示了从正常，衰竭和部分恢复（左心室辅助装置治疗）的成年人心脏中的21,422个单细胞（包括心肌细胞（CM）和非CM（NCM））的转录组分析。对心房和心室细胞的比较分析显示室间和室内CM的异质性以及NCM细胞类型作为主要的细胞通讯枢纽的特定于室的利用。对细胞组成和细胞间相互作用网络的系统分析表明，CM收缩性和代谢是与心脏功能变化相关的最突出方面。我们还发现了NCM在调节CM行为方面的积极参与，例如ACKR1 +内皮细胞，注射后可保留心脏功能。除了充当丰富的资源之外，我们的研究还提供了针对以细胞类型为目标的心脏病干预的见识。

英文题目：The immune cell landscape in kidneys of patients with lupus nephritis

中文题目：狼疮性肾炎患者肾脏的免疫细胞图谱

发表时间：2019/6/19

发表杂志：Nat Immunol

影响因子：20

DOI：10.1038/s41590-019-0398-x

摘要：狼疮性肾炎是一种潜在的致命性自身免疫疾病，目前的治疗方法无效且通常具有毒性。为了建立疾病的机理假说，我们使用单细胞RNA测序分析了狼疮性肾炎患者和健康对照者的肾脏样本。我们的分析揭示了在疾病中活跃的白细胞的21个子集，包括多类髓样细胞，T细胞，自然杀伤细胞和B细胞，它们既显示促炎反应又显示消炎反应。我们发现了与年龄相关的B细胞特征相关的B细胞局部活化的证据，以及肾脏内单核细胞分化进行阶段的证据。在大多数细胞中观察到明显的干扰素反应。两种趋化因子受体CXCR4和CX3CR1被广泛表达，这暗示着在细胞运输中的潜在核心作用。尿液和肾脏中免疫细胞的基因表达高度相关，这表明尿液可作为肾脏活检的替代物。

英文题目：Single-cell landscape of immunological responses in patients with COVID-19

中文题目：COVID-19患者免疫应答的单细胞图谱

发表时间：2020/08/14

发表杂志：Nat Immunol

影响因子：20

DOI：10.1038/ s41590-020-0762-x

摘要：在由严重急性呼吸综合征冠状病毒2 (SARS-CoV-2)感染引起的2019冠状病毒病(COVID-19)中，对疾病严重程度与宿主免疫应答之间的关系尚不完全清楚。我们对5例健康献血者和13例COVID-19患者(包括中、重度和恢复期患者)的外周血标本进行了单细胞RNA测序。通过测定免疫细胞的转录谱，结合组装好的T细胞受体和B细胞受体序列，我们分析了免疫细胞的功能特性。新冠肺炎患者多数细胞类型表现为强干扰素-α应答和总体急性炎症反应。此外，高度细胞毒性T细胞亚群，如CD4+效应器-GNLY(颗粒溶素)，CD8+效应器-GNLY和NKT CD160，与中度患者的康复有关。在重症患者中，免疫图谱表现为干扰素反应紊乱，严重的免疫衰竭，T细胞受体谱扭曲，T细胞广泛扩张。这些发现说明了疾病进展过程中免疫反应的动态特性。

英文题目：Single-cell immune landscape of human atherosclerotic plaques

中文题目：人类动脉粥样硬化斑块的单细胞免疫图谱

发表时间：2019/10/9

发表杂志：Nat Med

影响因子：36

DOI：10.1038/s41591-019-0590-4

摘要：动脉粥样硬化是由循环内和血管局部免疫系统的多方面作用推动的。然而，动脉粥样硬化病变中导致缺血性中风或心肌梗死等临床事件的免疫细胞调节失调的特异性还知之甚少。在这里，使用单细胞蛋白质组和转录组分析，我们发现与无症状疾病(无近期中风)相比，有临床症状性疾病(新近中风或短暂性脑缺血发作)的患者颈动脉斑块中T细胞和巨噬细胞都有明显的特征。来自有症状患者的斑块的特征是CD4+T细胞的不同亚群，以及被激活和分化的T细胞。此外，这些斑块中的一些T细胞亚群呈现T细胞耗竭的标志。此外，来自这些斑块的巨噬细胞包含交替激活的表型，包括与斑块易损性相关的亚群。在无症状患者的斑块中，T细胞和巨噬细胞被激活，并显示出白细胞介素-1β信号的证据。识别与脑血管事件相关的斑块中先天免疫细胞和获得性免疫细胞的特定特征，可能有助于设计更精确的量身定制的心血管免疫疗法。

英文题目：A single-cell landscape of high-grade serous ovarian cancer

中文题目：晚期浆液性卵巢癌的单细胞图谱

发表时间：2020/06/24

发表杂志：Nat Med

影响因子：36

DOI：10.1038/s41591-020-0926-0

摘要：恶性腹水(腹水)经常发生在晚期高级别浆液性卵巢癌(HGSOC)的妇女身上，并且与耐药性和预后不良有关。为了全面了解HGSOC腹水生态系统，我们采用单细胞RNA测序的方法，对11例HGSOC患者22例腹水标本中的约11000个细胞进行了分析。我们发现腹水细胞的组成和功能程序在患者之间存在显著差异，包括免疫调节成纤维细胞亚群和二分巨噬细胞亚群。我们发现，先前描述的具有预后意义的HGSOC的免疫反应和间质亚型反映的是免疫浸润和成纤维细胞的丰富，而不是不同的恶性细胞亚群。恶性细胞的可变性部分是由不同拷贝数、改变模式或茎程序的表达所解释的。恶性细胞共享炎症程序的表达，这些表达在额外收集的样本中的约35,000个细胞的单细胞RNA测序中得到了很大程度的概括，其中包括3个腹水，2个原发性HGSOC肿瘤和3个患者腹水来源的异种移植模型。抑制JAK/STAT通路在恶性肿瘤细胞和癌症相关成纤维细胞中都有表达，在原代短期培养和患者来源的异种移植模型中具有强大的抗肿瘤活性。我们的工作有助于解决HSGOC图谱，并为开发新的治疗方法提供资源。

英文题目：Single-cell landscape of bronchoalveolar immune cells in patients with COVID-19

中文题目：COVID-19患者支气管肺泡免疫细胞的单细胞图谱

发表时间：2020/05/14

发表杂志：Nat Med

影响因子：36

DOI：10.1038/s41591-020-0901-9

摘要：与2019年冠状病毒病(新冠肺炎)严重程度相关的呼吸道免疫特征目前尚不清楚。我们用单细胞测序的方法鉴定了不同严重程度的新冠肺炎患者和健康人的支气管肺泡灌洗液中的免疫细胞。严重COVID-9患者支气管肺泡灌洗液中有丰富的促炎性单核细胞来源的巨噬细胞。中度病例以高度克隆性扩增的CD8+T细胞为特征。这幅支气管肺泡免疫微环境图谱提示了新冠肺炎发病和康复的潜在机制。

英文题目：Single-cell atlas of colonic CD8(+) T cells in ulcerative colitis

中文题目：溃疡性结肠炎中结肠CD8（+）T细胞单细胞图谱

发表时间：2020/08/05

发表杂志：Nat Med

影响因子：36

DOI：10.1038/s41591-020-1003-4

摘要：有抗原经验的结肠淋巴细胞，如组织驻留记忆CD8+ T细胞，可对反复抗原暴露迅速反应。有抗原经验的结肠淋巴细胞,如组织驻留记忆CD8 + T细胞,可对反复抗原暴露迅速反应。然而，它们的细胞表型以及它们驱动免疫调节和炎症的机制尚不清楚。在这里，我们使用T细胞受体谱系分析和质谱分析的单细胞转录技术，编制了一份关于正常人和溃疡性结肠炎(UC)的人结肠CD8+T 细胞的无偏见图谱。我们揭示了CD8+T细胞组成的广泛异质性，包括扩增效应和效应后终末分化的CD8+T 细胞。UC相关的CD8+效应T 细胞可以触发组织破坏并产生肿瘤坏死因子-α，而效应后细胞获得先天的信号以采用可能减轻过度炎症的调节功能。因此，我们鉴定了健康人和UC的结肠CD8+T细胞表型，确定了它们的克隆关系，并鉴定了表达IL-26的终末分化功能障碍的UC CD8+T 细胞，在人源化的IL-26转基因小鼠模型中，IL-26可以减轻急性结肠炎。

英文题目：Single-cell transcriptomic atlas of the human endometrium during the menstrual cycle

中文题目：月经周期人子宫内膜单细胞转录组图谱

发表时间：2020/9/14

发表杂志：Nature Medicine

影响因子：36

DOI：10.1038/s41591-020-1040-z

摘要：在人类月经周期中，子宫内膜会经历重塑、脱落和再生，这些都是由基底细胞组成中的基因大幅度的表达变化所驱动的。尽管它在人类生育和再生生物学中很重要，但我们对这种独特类型的组织内稳态的理解仍然是浅显的。我们描述了在整个月经周期中单细胞分辨率下人类子宫内膜的转录组变化，在多个维度上揭示细胞异质性。我们描述了在子宫内膜转变的四个主要阶段和七种子宫内膜细胞类型，包括以前没有描述过的纤毛细胞类型，并发现了每个细胞类型和阶段的特征。我们发现随着上皮细胞突然和不连续的转录激活，同时伴着间质成纤维细胞广泛的蜕膜化特征，人类着床行为开始。我们的研究提供了贯穿月经周期的人类子宫内膜转化的高分辨率分子和细胞特征，并为这一重要的生理过程提供了独特见解。

英文题目：A single-cell atlas of mouse brain macrophages reveals unique transcriptional identities shaped by ontogeny and tissue environment

中文题目：小鼠大脑巨噬细胞单细胞图谱揭示了由个体发生和组织环境形成的独特转录特征

发表时间：2019/5/6

发表杂志：Nature Neuroscience

影响因子：20

DOI：10.1038/s41593-019-0393-4

摘要：我们对实质小胶质细胞在大脑稳态和疾病中的作用已研究清楚，但对其他脑内髓细胞的角色仍然不太清楚。通过对边缘区域的解剖，以及将单细胞RNA测序与高维度细胞计数、群体RNA测序、命运图谱和显微镜观察相结合，我们揭示了脑内非实质巨噬细胞的多样性。边界相关巨噬细胞（BAMs）存在于由具有组织特异性转录特征的不同亚群组成的硬脑膜、硬膜下脑膜和脉络膜丛中，其细胞组成在出生后发育过程中会发生变化。BAMs表现出一种混合的细胞类型，并且亚群在消耗和恢复后表现出不同的自我更新能力。单细胞和命运图谱分析均提示在脉络膜丛上皮的顶端表面存在一个独特的小胶质细胞亚群。最后，基因网络分析和条件缺失实验显示，IRF8是脑巨噬细胞成熟和多样性的主要调控因子。我们的结果为理解在健康和疾病大脑中宿主-巨噬细胞的相互作用提供了一个框架。

英文题目：A three-dimensional single-cell-resolution whole-brain atlas using CUBIC-X expansion microscopy and tissue clearing

中文题目：使用CUBIC-X扩展显微镜和组织清除构建三维单细胞分辨率的全脑图谱

发表时间：2018/3/7

发表杂志：Nature Neuroscience

影响因子：20

DOI：10.1038/s41593-018-0109-1

摘要：三维单细胞分辨率的哺乳动物大脑图谱将加速对各种大脑功能背后细胞回路的系统识别和分析。然而它的构建需要在整个大脑中进行高效的亚细胞分辨率成像。为了应对这一挑战，我们开发了一种基于水化学溶液（CUBIC-X）的荧光蛋白兼容、全器官清除和均匀扩展的实验方案。扩展、清晰且干净的大脑使我们能够构建一个带有单细胞注释的、基于点的小鼠大脑图谱（CUBIC-Atlas）。CUBIC-Atlas反映了不均一的全脑发育，揭示了在出生后发育期间大脑视觉和躯体感觉皮层区域的显著减少。在CUBIC-Atlas上，药物刺激的Arc-dVenus报告小鼠大脑的概率性活动映射揭示了海马齿状回中不同功能结构的存在。CUBIC-Atlas由一个基于网络的开源浏览器共享，为全脑细胞图谱分析提供了一个新的平台。

英文题目：Neuronal atlas of the dorsal horn defines its architecture and links sensory input to transcriptional cell types

中文题目：背角神经元图谱定义自身结构并联系感觉神经元输入和转录组细胞类型

发表时间：2018/4/25

发表杂志：Nature Neuroscience

影响因子：20

DOI：10.1038/s41593-018-0141-1

摘要：脊髓的背角对于处理有害和无害感觉的不同模式是至关重要的，但是我们对其中涉及的神经元细胞亚型知之甚少，这阻碍了推断支配躯体感觉的基本原则的努力。在这里，我们使用单细胞RNA测序来对小鼠背角的感觉神经元进行分类。我们鉴定了15个抑制性和15个兴奋性的神经元细胞亚型，这与大脑皮层的复杂性相符合。我们的分类方案在体内的验证，以及通过空间转录组学将细胞类型与背角解剖学比较，揭示了每种细胞类型的层状富集。当神经元类型组合在一起时，就定义了一个多层的组织，而类似的神经元层叠在一起。利用我们的方案，我们发现热刺激和冷刺激都能激活兴奋和抑制神经元类型的散在群体。这项工作提供了一个脊髓感觉神经元系统和详细的分子分类，能对感觉处理进行功能查询。

英文题目：A single-cell atlas of entorhinal cortex from individuals with Alzheimer's disease reveals cell-type-specific gene expression regulation

中文题目：来自阿尔茨海默病患者的单细胞内嗅皮层图谱揭示细胞类型特异性的基因表达调控

发表时间：2019/11/27

发表杂志：Nature Neuroscience

影响因子：20

DOI：10.1038/s41593-019-0539-4

摘要：目前关于单个细胞类型如何导致阿尔茨海默病(AD)的信息很少。在这里，我们对空白组和 AD 患者大脑的内皮层样本（n = 6每组）进行单细胞核RNA测序，总共得到13,214个高质量细胞核。我们详细阐述了细胞类型特异性的基因表达模式，揭示了特定细胞亚群的转录组变化与 AD 的关系。我们报告了 AD 的风险基因APOE在 AD 少突胶质细胞祖细胞和星形胶质细胞亚群中被特异性抑制，在 AD 特异性小胶质细胞亚群中被上调。转录因子调控模块与 AD 风险基因座的整合，揭示了导致 AD 的细胞类型特异性状态转变的驱动因素。例如转录因子EB，它是溶酶体功能的主调控因子，能在一个特定的 AD 星形细胞亚群中调控多种疾病基因。这些结果为 AD 的风险基因协调控制及其细胞类型特异性对疾病易感性的贡献提供参考。这些结果可以在http://adsn.ddnetbio.com找到。

英文题目：Astrocyte layers in the mammalian cerebral cortex revealed by a single-cell in situ transcriptomic map

中文题目：单细胞原位转录组图揭示了哺乳动物大脑皮层中的星形细胞层

发表时间：2020/03/16

发表杂志：Nat Neuroscience

影响因子：20

DOI：10.1038/s41593-020-0602-1

摘要：虽然我们已知大脑皮层由六个兴奋性神经元层组成，但胶质细胞是否有明显的分层尚不清楚。在本研究中，我们开发了一个高含量的方法，即大区域空间转录组图(LaST)，它可以使我们在原位定量单细胞的基因表达。通过筛选小鼠皮层星形胶质细胞多样性的46个候选基因，我们确定了表面、中层和深层星形胶质细胞的梯度层模式，这与神经元的不同。星状细胞层的特征，建立在出生后的早期皮层，主要持续在成年老鼠和人类的皮层。单细胞RNA测序和空间重建分析进一步证实了成人皮层中星形细胞层的存在。改变神经元有丝分裂后发育的Satb2和Reeler突变足以改变神经胶质的分层，表明对神经元线索具有指导作用。最后，星形胶质细胞层模式在小鼠皮质区域间发生分化。这些发现表明兴奋性神经元和星形胶质细胞被组织成不同的谱系相关的层。

英文题目：Innate Immune Landscape in Early Lung Adenocarcinoma by Paired Single-Cell Analyses

中文题目：配对单细胞分析早期肺腺癌的免疫图谱

发表时间：2017/5/6

发表杂志：Cell

影响因子：38

DOI：10.1016/j.cell.2017.04.014

摘要：为了指导早期肺癌患者免疫治疗，我们开发了一种多尺度绘制早期肺腺癌病变的免疫图谱，以寻找肿瘤驱动的免疫变化。利用barcode方法，可以同时对肿瘤、正常肺和血细胞进行单细胞分析，我们提供了早期肺肿瘤的详细免疫细胞图谱。我们发现I期肺腺癌病变已经包含了明显改变的T细胞和NK细胞。此外，我们发现肿瘤浸润性髓样细胞(TIM)亚群的改变可能会损害抗肿瘤T细胞免疫。因此，配对的单细胞分析为肿瘤驱动的免疫变化提供了有价值的信息，为合理设计免疫疗法提供了有力的工具。

英文题目：A single-cell atlas of the airway epithelium reveals the CFTR-rich pulmonary ionocyte

中文题目：气道上皮细胞单细胞图谱显示肺离子细胞富含CFTR

发表时间：2018/08/01

发表杂志：Nature

影响因子：42

DOI：10.1038/s41586-018-0394-6

摘要：上皮组织的功能取决于其所包含的分化细胞的类型、丰度和分布。若试图在受损后恢复组织功能，则需要了解不同细胞类型之间的生理任务是如何分配的，以及细胞状态在稳态、损伤修复和疾病之间是如何变化的。在传导气道中，异质的基底细胞群产生特化的管腔细胞，用于清除粘液纤毛。在这里，我们对人支气管上皮细胞和小鼠气管上皮细胞进行单细胞谱分析，以获得传导气道中的细胞类型及其在稳态和再生中的行为的全面普查。我们的分析揭示了代表已知和新的细胞群的细胞状态，描述了它们的异质性，并确定了在稳态和组织修复过程中不同的分化轨迹。最后，我们鉴定了一种新的、罕见的细胞类型，我们称之为“肺离子细胞”，它共表达FOXI1，空泡型H+-ATPase (V-ATPase)的多个亚基和囊性纤维化中突变的CFTR基因。利用免疫荧光、信号通路调节和电生理，我们表明Notch信号通路是必要的，并且FOXI1的表达足以驱动肺离子细胞的产生，并且肺离子细胞是传导气道上皮细胞中CFTR活性的主要来源。

英文题目：Single-CellTranscriptome Atlas of Murine Endothelial Cells

中文题目：小鼠内皮细胞单细胞转录组图谱

发表时间：2020/2/16

发表杂志：Cell

影响因子：38

DOI：10.1016/j.cell.2020.01.015

摘要：不同组织间内皮细胞(ECs)的异质性仍未完全清楚。我们从11个小鼠组织中构建了一个超过32,000个单内皮细胞转录图谱，并鉴定了78个EC亚簇，包括健康组织中的Aqp7+肠毛细血管和血管生成内皮细胞。来自脑/睾丸、肝/脾、小肠/结肠和骨骼肌/心脏的ECs成对表达部分重叠的标记基因。与异质毛细血管内皮细胞相比，动脉、静脉和淋巴管内皮细胞在更多的组织中共享更多的标志物。来自不同血管床(动脉、毛细血管、静脉、淋巴管)的ECs在不同组织间表现出转录组相似性，但组织类型(而不是血管类型)导致了EC的异质性。代谢转录组分析揭示了内皮细胞相似的组织分组现象，并且在单个组织内的组织间和血管床之间的内皮细胞中具有不同的代谢基因特征，并且具有组织类型依赖的模式。EC图谱分类能够识别公共scRNA-seq数据集中的EC亚群，并提供强大的发现工具和资源价值。

英文题目：A developmental landscape of 3D-cultured human pre-gastrulation embryos

中文题目：3D培养的人类妊娠前胚胎的发育情况

发表时间：2019/12/13

发表杂志：Nature

影响因子：42

DOI：10.1038/s41586-019-1875-y

摘要：我们对人类胚胎在原肠发育前如何发育(包括空间自组织和细胞类型个体发生)的理解仍然受到现有的二维技术平台的限制，这些平台无法概括体内条件。在这里，我们报告了一种三维(3D)胚泡培养系统，它使人类胚泡发育到原始条带结合体阶段。这些三维胚胎在体内模拟发育标志和三维结构，包括胚盘、羊膜、基底膜、初级和灵长类特有的次级卵黄囊、前后极性的形成和原始条纹排列。利用单细胞转录组图谱，我们描述了构成外胚层、原始内胚层和滋养层分离基础的本体论和调控网络。与外胚层相比，羊膜上皮具有独特的表型特征。植入后，特定途径和转录因子触发细胞滋养细胞、外渗细胞滋养细胞和合胞滋养细胞的分化。着床时，外胚层经历向多能性的转变，这些细胞的转录组一直维持到原始条纹的产生。这些发育过程是由不同的多能性因子驱动的。总之，我们的3d培养方法的发现有助于确定在人类胚胎发生期间发生的分子和形态发生发育景观。

英文题目：The Malaria Cell Atlas: Single parasite transcriptomes across the complete Plasmodium life cycle

中文题目：疟疾细胞图谱：跨越整个疟原虫生命周期的单个寄生虫转录组

发表时间：2019/8/23

发表杂志：Science

影响因子：41

DOI：10.1126/science.aaw2619

摘要：疟疾寄生虫在寄生多种哺乳动物宿主和蚊蝇环境时，在不同生命阶段其形态各异。我们描绘了数以千计的单个寄生虫的单细胞转录组，得出了伯氏疟原虫整个生命周期的第一个高分辨率转录图谱。然后，我们使用该图谱精确地定义了来自三个不同人类疟疾寄生虫物种的单细胞的发育阶段，包括直接从感染个体分离的寄生虫。疟疾细胞图谱不仅提供了真核寄生虫中基因使用的全面视图，也为疟疾寄生虫的研究提供了一个开放获取的参考数据集。

英文题目：A cell atlas of human thymic development defines T cell repertoire formation

中文题目：人类胸腺发育的细胞图谱定义了T细胞谱系的形成。

发表时间： 2020/2/21

发表杂志：Science

影响因子：41

DOI：10.1126/science.aay3224

摘要：胸腺为T细胞的分化和选择提供了一个培育环境，这个过程是由它们与多种类型的胸腺细胞相互作用而发生的。我们使用单细胞RNA测序来创建整个生命周期内人类胸腺的细胞普查，并重建T细胞分化轨迹和T细胞受体(TCR)重组动力学。使用这种方法，我们确定并定位了CD8αα+T细胞群、胸腺成纤维细胞亚型和激活的树突状细胞（aDC）状态。此外，我们还揭示了TCR重组和选择上的偏差，这归因于基因组位置和谱系承诺的动力学。综上所述，我们的数据为人类胸腺的整个生命周期提供了一个全面的图谱，为人类T细胞的发育提供了新的见解。

英文题目：Cell type transcriptome atlas for the planarian Schmidtea mediterranea

中文题目：稻纵卷尾轮虫的细胞型转录组图谱

发表时间：2018/4/19

发表杂志：Science

影响因子：41

DOI：10.1126/science.aaq1736

摘要：细胞的转录组决定了其独特的细胞类型生物学。我们使用单细胞RNA测序来确定几乎每一种细胞类型的完整动物的转录组：再生性涡虫(Schmidta Mediterranea)。有脊椎动物包含多种细胞类型，拥有分化细胞(包括多能干细胞)的祖细胞，并能结构性地表达位置信息，这使它们成为这项实验的理想选择。我们生成了66,783个细胞的数据，定义了已知和许多以前未知的扁平动物细胞类型的转录组，以及干细胞和分化细胞之间可能的过渡状态。我们还发现了肌肉中含有位置信息的区域表达基因。鉴定许多生物体潜在的所有细胞类型的转录本应该是容易获得的，是后生动物生物学的一种强有力的新方法。

英文题目：A lineage-resolved molecular atlas of C. elegans embryogenesis at single-cell resolution

中文题目：线虫单细胞胚胎发生的谱系分辨——分子图谱

发表时间：2019/9/20

发表杂志：Science

影响因子：41

DOI：10.1126/science.aax1971

摘要：秀丽线虫是一种细胞稀少但细胞类型多样的动物。在本研究中，我们通过描绘86,024个单个胚胎细胞的转录组来表征它们指定的分子基础。我们鉴定了502种末端和末端前细胞类型，绘制了大多数单细胞转录组在秀丽隐杆线虫固定谱系中的确切位置。通过这些注释，我们发现：（i）细胞谱系与其转录组之间的相关性从中晚期到晚期胃泌素增加，然后随着神经系统和咽部细胞的最终命运而大大降低；（ii）多谱系启动引发了数十个谱系分支中姊妹细胞的分化；（iii）产生相同解剖细胞类型的最独特谱系会聚为同质转录组状态。

英文题目：Cell type atlas and lineage tree of a whole complex animal by single-cell transcriptomics

中文题目：用单细胞转录法绘制全复杂动物的细胞型图谱和谱系树

发表时间：2018/5/25

发表杂志：Science

影响因子：41

DOI： 10.1126/science.aaq1723

摘要：稻纵卷线虫是一种永生的扁虫-成年动物，它含有大量的多能干细胞池，这些干细胞能不断地分化为所有的成体细胞类型。因此，成年动物的单细胞转录组图谱应该可以揭示成熟和祖细胞。通过结合扰动实验、基因表达分析、根据转录变化预测未来细胞状态的计算方法和谱系重建方法，我们将所有主要细胞类型都放在一棵将所有细胞连接到单个干细胞室的谱系树上。我们研究了分化过程中基因表达的变化，发现了对再生很重要的细胞类型。我们的结果证明了单细胞转录组分析对于高分辨率绘制和重建发育和再生生物学的基本过程的重要性。

英文题目：A single-cell RNA-seq survey of the developmental landscape of the human prefrontal cortex

中文题目：单细胞 Rna-seq 调查人类脑前额叶外皮的发育状况

发表时间：2018/03/15

发表杂志：Nature

影响因子：42

DOI：10.1038/nature25980

摘要：哺乳动物的前额叶皮层由一系列高度专业化的大脑区域组成，这些区域包含数十亿个细胞，是记忆、认知能力、决策和社会行为等最高级认知功能的中心。虽然神经回路是在人类胚胎发育的后期甚至在出生后形成的，但不同种类的功能细胞在发育早期产生并迁移到适当的位置。额叶前部皮质功能障碍导致认知障碍和大多数神经发育障碍;因此，有必要详细了解前额叶皮层的发育情况。然而，识别发育中的人类前额叶皮层细胞类型和区分它们的发育特征仍然很困难。在这里，我们利用RNA测序技术分析了从妊娠第8周到第26周人类前额皮质发育过程中的2300多个单细胞。我们鉴定了6大类35种细胞亚型，并追踪这些细胞的发育轨迹。神经祖细胞的详细分析突出了中间祖细胞新的标记基因和独特的发育特征。我们还绘制了前额叶皮层兴奋性神经元的神经发生时间线，并检测了在早期发育的前额叶皮层中神经元间祖细胞的存在。此外，我们利用单细胞转录数据分析揭示了调控神经元生成和回路形成的内在发育依赖信号。我们的筛选和鉴定方法为理解早期和中期的人类前额叶皮层的发展提供了一个蓝图，以便系统地剖析人类前额叶皮层功能的细胞基础和分子调控。

英文题目：The single-cell pathology landscape of breast cancer

中文题目：乳腺癌的单细胞病理学研究

发表时间：2020/01/22

发表杂志：Nature

影响因子：42

DOI：10.1038/s41586-019-1876-x

摘要：单细胞分析揭示了人类肿瘤之间和内部广泛的异质性，但是目前作为许多临床决策基础的组织学分层并未反映出复杂的单细胞表型及其空间背景。在这里，我们使用成像细胞计数法来同时量化35种生物标志物，从而得到352例乳腺癌患者的肿瘤组织的720张高维病理图像，并提供281例患者的长期生存数据。在空间上解析的单细胞分析确定了肿瘤和基质单细胞的表型，以及它们的组成和异质性，并使乳腺癌组织的细胞结构能够根据细胞组成和组织结构进行表征。我们的分析揭示了肿瘤微环境的多细胞特征和与不同临床结果相关的乳腺癌新亚群。因此，空间分辨的单细胞分析可以以疾病相关的方式描述肿瘤内表型的异质性，并有可能为患者提供特定的诊断信息。

英文题目：The emergent landscape of the mouse gut endoderm at single-cell resolution

中文题目：小鼠肠道内胚层在单细胞分辨率下的出现景象

发表时间：2019/04/09

发表杂志：Nature

影响因子：42

DOI：10.1038/s41586-019-1127-1

摘要：在这里，我们通过产生112,217个单细胞转录组描述了哺乳动物内胚层的个体发生，这些转录组代表了小鼠胚胎到中期的所有内胚层种群。我们使用基于图表的方法来建模分化细胞，这提供了发育轨迹的时空特征，并定义了伴随第一个(原始的或胚外的)内胚层群体及其姊妹多能(胚胎)外胚层谱系出现的转录结构。我们发现了这两种血统的后代之间的关系，即外胚层细胞在两个不同的时间点分化为内胚层——原肠分化前和原肠分化期间。内胚层细胞的轨迹被绘制成它们获得胚胎和胚胎外的命运，以及它们在新生肠道内胚层中的空间聚合，这表明这些细胞是非常相似的，但保留了它们的谱系历史。我们观察了突出肠管前后轴上细胞的区域化特征，这反映了它们的胚胎或胚胎外起源，以及这些细胞进入器官特异性区域的协调模式。

英文题目：Single-Cell Transcriptomic Atlas of Primate Ovarian Aging

中文题目：灵长类动物卵巢衰老的单细胞转录组图谱

发表时间：2020/2/1

发表杂志：Cell

影响因子：38

DOI：10.1016/j.cell.2020.01.009

摘要：卵巢老化和女性年龄相关性生育力下降的分子机制尚不清楚。我们调查了年轻和老年非人灵长类(NHPs)卵巢的单细胞转录图谱，鉴定了7种具有不同基因表达特征的卵巢细胞类型，包括卵母细胞和6种类型的卵巢体细胞。通过对卵母细胞基因表达动态的深入剖析，发现卵母细胞在序贯发育阶段和阶段性发育阶段有四种亚型。进一步分析细胞类型特异的衰老相关转录变化，揭示了早期卵母细胞和颗粒细胞特有的抗氧化信号的干扰，表明氧化损伤是卵巢功能随年龄下降的关键因素。此外，在老年妇女的颗粒细胞中观察到抗氧化途径失活、活性氧增加和凋亡。本研究在单细胞分辨率下全面了解灵长类卵巢衰老的细胞类型特异性机制，为年龄相关的人类卵巢疾病提供新的诊断生物标志物和潜在的治疗靶点。

英文题目：A single-cell transcriptomic atlas characterizes ageing tissues in the mouse

中文题目：小鼠衰老组织的单细胞转录组图谱

发表时间：2020-7-15

发表杂志：Nature

影响因子：42.778

DOI:10.1038/s41586-020-2496-1

摘要：衰老的特点是生理完整性逐渐丧失，导致功能受损，更容易死亡。尽管近年来取得了迅速的进展，但许多导致健康生理逐渐丧失的分子和细胞过程却鲜为人知。为了更好地了解这些过程，我们在这里生成了一个横跨Mus musculus寿命的单细胞转录图谱，其中包括来自23个组织和器官的数据。我们发现细胞特异性的变化发生在多种细胞类型和器官之间，以及不同器官的细胞组成中与年龄有关的变化。利用单细胞转录数据，我们评估了衰老等不同老化标志的细胞类型特异性表现，基因组不稳定性和免疫系统的变化。这个转录图谱--我们称之为Tabula Muris Senis，或“小鼠衰老细胞图谱”--提供了关于衰老最重要的特征，是如何反映在广泛的组织和细胞类型中的分子信息。

英文题目：A single-cell atlas of the peripheral immune response in patients with severe COVID-19

中文题目：重症COVID-19患者外周免疫反应的单细胞图谱

发表时间：2020-07

发表杂志：Nature Medicine

影响因子：36.130

DOI：10.1038/s41591-020-0944-y

摘要：我们迫切需要更好地了解2019年冠状病毒病（COVID-19）的病理生理学，这是由SARS-CoV-2引起的全球大流行，已在全球范围内感染了300多万人。约20%的COVID-19患者会发展成严重疾病，5%的患者需要重症监护。严重的疾病与外周免疫活动的改变有关，包括炎症性单核细胞亚群产生的促炎性细胞因子水平升高、淋巴细胞减少和T细胞衰竭。为了阐明外周免疫细胞中可能导致严重COVID-19免疫病理或保护性免疫的途径，我们应用单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析了7例因COVID-19住院的患者的外周血单个核细胞（PBMCs），其中4例患有急性呼吸窘迫综合征，六个健康对照组。我们确定了COVID-19外周免疫细胞表型的重构，包括异种干扰素刺激的基因特征、HLAⅡ类下调和中性粒细胞群的发育，这些与急性呼吸衰竭需要机械通气的患者出现的血浆蛋白表达密切相关。重要的是，我们发现外周血单核细胞和淋巴细胞不表达大量的促炎细胞因子。总的来说，我们提供了一个关于严重COVID-19的外周免疫反应的细胞图谱。

英文题目：A Human Skeletal Muscle Atlas Identifies the Trajectories of Stem and Progenitor Cells across Development and from Human Pluripotent Stem Cells

中文题目：人类骨骼肌图谱确定了干细胞和祖细胞在发育过程中和人类多能干细胞之间的轨迹

发表时间：2020-07-02

发表杂志：Cell Stem Cell

影响因子：20.86

DOI：10.1016/j.stem.2020.04.017

摘要：人类骨骼肌发生的发展轨迹以及祖细胞和干细胞状态之间的转换尚不清楚。我们使用单细胞RNA测序来描述胚胎、胎儿和出生后阶段的人类骨骼肌组织。经由电脑模拟，我们鉴定了肌源性细胞和其他细胞类型，并构建了人类骨骼肌个体发育的“路线图”。以类似的方式，我们还描述了由多个人类多能干细胞(HPSC)肌源性分化方案产生的异质细胞培养，并将hPSC来源的肌源性祖细胞映射到胚胎到胎儿的过渡期。我们发现了不同的丰富的生物学过程，并发现共同调控的基因网络和转录因子存在于不同的肌发生阶段。这项工作为我们提高对人类肌肉发生的认识提供了资源。它还为更好地理解hPSC来源的肌源性祖细胞在骨骼肌再生医学中的转化医学应用提供了一个工具。

英文题目：A single-cell transcriptome atlas of marsupial embryogenesis and X inactivation

中文题目：有袋类胚胎发生和X失活的单细胞转录组图谱

发表杂志：Nature

影响因子：42.778

发表时间：2020-08-19

DOI：10.1038/s41586-020-2629-6

摘要：胚胎的单细胞RNA测序可以以前所未有的分辨率解析发育的转录图谱。到目前为止，哺乳动物胚胎的单细胞RNA测序研究仅集中在真兽类物种上。对哺乳动物外群体的分析有可能识别高度保守的谱系特征和多能性因子，并可以扩大我们对X剂量补偿的理解。后兽亚纲（有袋类)哺乳动物大约在1.6亿年前从真兽类分化而来。它们表现出独特的发育特征，包括晚期着床和印记X染色体失活，这与XIST样非编码RNA RSX的表达有关。在这里，我们对有袋类动物灰色短尾负鼠(Monodelphis domestica)的胚胎发生和X染色体失活进行了单细胞RNA测序分析。我们解析了表皮母细胞、原始内胚层和滋养外胚层的发育轨迹和转录特征，并确定了高度保守的谱系特异性标记，这些标记早于真兽类-有袋类的分化。RSX包被和X染色体的失活发生得很早和很快。这一观察结果支持这样的假设，即在具有早期X染色体失活的生物体中，印记的X染色体失活可以防止双等位基因X沉默。我们发现XSR是一种从活性X染色体表达的RSX反义转录本，是印记X染色体失活的候选调控因子。我们的数据集为哺乳动物胚胎发生和X剂量补偿的进化提供了见解。

英文题目：Organoid single-cell genomic atlas uncovers human-specific features of brain development

中文题目：器官样单细胞基因组图谱揭示了人类特有的大脑发育的特征

发表时间：2019-10-16

发表杂志：nature

影响因子：43

DOI: 10.1038/s41586-019-1654-9

摘要：自从人类脱离黑猩猩和其他大猿，人类的大脑发生了巨大的变化。然而，导致这种差异的遗传和发育程序尚未完全被理解。在此，我们使用单细胞转录组和染色质可及性分析法分析干细胞衍生的大脑类器官，以研究特定于人类的基因调节变化。我们首先分析了细胞组成并重建了人脑类器官发育的整个过程中的分化轨迹，从多能性到神经外胚层和神经上皮阶段，然后在前脑的背侧和腹侧、中脑和后脑区域分化为神经元。来自不同iPSC品系的类器官的大脑区域组成各不相同，但区域性基因表达模式在各个个体之间仍可大致再现。我们分析了黑猩猩和猕猴的大脑器官，发现相对于其他两个灵长类动物，人类神经元的发育速度较慢。使用分化路径的伪时态比对，我们发现人类特异性基因的表达沿皮质的祖细胞到神经元谱系解析为不同的细胞状态。染色质的可及性在皮层发育过程中是动态的，我们发现人与黑猩猩之间可及性的差异与人特异性基因表达和遗传变化有关。最后，我们使用单核RNA测序分析绘制了成年人前额叶皮层中人特异性的表达图谱，并确定了成年后持续存在的发育差异以及仅在成年大脑中发生的细胞状态特异性变化。我们的数据提供了大猿前脑发育的颞细胞图谱，并阐明了人类独有的动态基因调控功能。

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序号	英文题目	杂志	IF	年份	题目翻译
1	The Spectrum and Regulatory Landscape of Intestinal Innate Lymphoid Cells Are Shaped by the Microbiome	Cell	38	2016	肠道固有淋巴细胞亚型受共生菌落调控
2	Phenotypic Landscape of Schizophrenia-Associated Genes Defines Candidates and Their Shared Functions	Cell	38	2019	精神分裂相关基因的表型图谱定义了候选基因及其共有功能
3	Cell-cell propagation of NF-κB transcription factor and MAP kinase activation amplifies innate immunity against bacterial infection	Immunity	22	2010	信息传播的NF-κB转录因子和MAP激酶激活增强先天免疫对抗细菌感染
4	Benchmarking single-cell RNA-sequencing protocols for cell atlas projects	Nat Biotechnol	36	2020	对用于细胞图集项目的单细胞RNA测序协议进行基准测试
5	Memory hierarchies map onto the hippocampal long axis in humans	Nat Neurosci	20	2015	记忆层次映射到人类的海马长轴上
6	Visualizing an emotional valence map in the limbic forebrain by TAI-FISH	Nat Neurosci	20	2014	用TAI-FISH对边缘前脑的情绪效价图进行可视化
7	Single-cell atlas maps cell-specific gene changes in Alzheimer disease	Nat Rev Neurol	27	2020	单细胞图谱描绘了阿尔茨海默病的细胞特异性基因变化
8	The human body at cellular resolution: the NIH Human Biomolecular Atlas Program	Nature	42	2019	NIH人类生物分子图谱计划：单细胞人体全组织测序
9	A noisy linear map underlies oscillations in cell size and gene expression in bacteria	Nature	42	2015	细菌的细胞大小和基因表达的差异是与杂乱线性图谱相关
10	Proteomics. Tissue-based map of the human proteome	Science	41	2015	蛋白质组学。基于人体蛋白质组的组织图
11	A programmable fate decision landscape underlies single-cell aging in yeast	Science	41	2020	可编程的命运决策环境是酵母单细胞衰老的基础
12	An Integrated Gene Expression Landscape Profiling Approach to Identify Lung Tumor Endothelial Cell Heterogeneity and Angiogenic Candidates	Cancer Cell	26	2020	一种用于鉴定肺肿瘤内皮细胞异质性和血管生成候选物的综合的基因表达景观分析方法
13	Lung Single-Cell Signaling Interaction Map Reveals Basophil Role in Macrophage Imprinting	Cell	38	2018	肺单细胞信号相互作用图揭示了嗜碱性粒细胞在巨噬细胞印迹中的作用。
14	Integrated Single-Cell Analysis Maps the Continuous Regulatory Landscape of Human Hematopoietic Differentiation	Cell	38	2018	集成的单细胞分析绘制了人类造血分化的连续调控图谱
15	The Human Tumor Atlas Network: Charting Tumor Transitions across Space and Time at Single-Cell Resolution	Cell	38	2020	人类肿瘤图谱网络：以单细胞分辨率绘制跨时空的肿瘤转移图
16	A Map of Human Type 1 Diabetes Progression by Imaging Mass Cytometry	Cell Metab	21	2019	质谱成像流式细胞术获得的人类 I 型糖尿病进展图谱
17	Charting a map through the cellular reprogramming landscape	Cell Stem Cell	20	2015	绘制细胞重编程过程的细胞图谱
18	Erosion of X Chromosome Inactivation in Human Pluripotent Cells Initiates with XACT Coating and Depends on a Specific Heterochromatin Landscape	Cell Stem Cell	20	2015	侵袭性人类多能干细胞X染色体失活由XACT包被启动且依赖于特定的异染色质景观
19	Transcriptional Atlas of Intestinal Immune Cells Reveals that Neuropeptide α-CGRP Modulates Group 2 Innate Lymphoid Cell Responses	Immunity	22	2019	肠道免疫细胞转录组图谱解释神经肽α-CGRP调节ILC2s反应
20	DNA methylation disruption reshapes the hematopoietic differentiation landscape	Nat Genet	27	2020	DNA甲基化破坏会重塑造血分化景观
21	Publisher Correction: Single-cell gene expression reveals a landscape of regulatory T cell phenotypes shaped by the TCR	Nat Immunol	20	2018	单细胞基因表达显示了由TCR形成的调节性T细胞表型景观
22	Gene expression atlas of a developing tissue by single cell expression correlation analysis	Nat Methods	30	2019	单细胞表达相关性分析发展中组织的基因表达图谱
23	Dynamics of the epigenetic landscape during the maternal-to-zygotic transition	Nat Rev Mol Cell Biol	55	2018	母系到合子过渡期间的表观图谱动力学
24	Using single-cell technologies to map the human immune system - implications for nephrology	Nat Rev Nephrol	20	2020	利用单细胞技术绘制人体免疫系统——对肾脏学的启示
25	A single-cell, 2D atlas of the normal human kidney using imaging mass cytometry	Nat Rev Nephrol	20	2019	使用成像流式绘制正常人肾脏单细胞水平2D图谱
26	A molecular atlas of cell types and zonation in the brain vasculature	Nature	42	2018	脑血管系统中细胞类型和空间分区的分子图谱
27	The landscape of accessible chromatin in mammalian preimplantation embryos	Nature	42	2016	哺乳动物宫内植入前胚胎的可及性染色质图谱
28	Landscape of X chromosome inactivation across human tissues	Nature	42	2017	人体组织X染色体失活图谱
29	A human liver cell atlas reveals heterogeneity and epithelial progenitors	Nature	42	2019	人类肝细胞单细胞图谱揭示了其上皮祖细胞的异质性
30	A subcellular map of the human proteome	Science	41	2017	人类蛋白质组的亚细胞图

编辑：张裕龙、董站营、刘丽娟、练志伟、丘银彬、杨香、陈材铭、谢海龙、唐前

整理：刘丽娟

广东省单细胞技术与应用重点实验室由南方医科大学生化与分子生物学教研室/基因工程研究所、医学遗传学教研室、免疫学教研室、肿瘤研究所、生物信息系和南方医院检验医学科、儿科、生殖医学科等相关科室专家组成，专注单细胞测序技术创新及生命科学理论探索和医学临床应用，聚焦单细胞应用技术、免疫组学、疾病组学、遗传与发育及单细胞生物信息学等研究。欢迎交流与合作！

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