单细胞转录组测序是指在单个细胞水平上对转录组或基因组进行扩增并测序,以检测单细胞在转录组学(RNA表达水平;转录本的选择性剪接)的数据。单细胞测序技术的突出优点是可以从细胞图谱的角度,探测细胞特异性以及细胞间的差异,探索细胞间的协同运作方式,研究组织异质性问题。根据细胞层面的特征对疾病进行深度刻画。
基因表达谱分析、生物标志物/疾病分型、脑发育研究、肿瘤方向研究、干细胞发育及分化研究等。
大规模细胞图谱构建: 特定组织裂解后通过单细胞测序获得单细胞转录组图谱,并基于每个细胞基因表达谱数据进行细胞类型聚类,分析研究复杂器官中不同细胞亚型的功能,了解细胞间的差异以及各种细胞群体间的协作关系。
细胞亚群细化&稀有细胞类型鉴定: 在单细胞类型聚类基础上,依照已知细胞类型标志基因表达情况和新基因表达情况,进一步细分细胞类型并发现新的细胞亚群,分析各个小亚群细胞差异,小亚群细胞和稀有细胞类型在生物学过程参与的功能。
干细胞发育及分化研究: 通过单细胞测序全面解析干细胞异质性,鉴定干细胞分化不同阶段的不同类型分化过程细胞,鉴定不同亚型干细胞Marker基因,绘制干细胞发育和分化轨迹,解析干细胞发育和分化的分子机理。
期刊:Cell Reports 发表时间:2019年5月 单位:清华大学
慢性萎缩性胃炎(CAG)和肠化生(IM)是肠型胃癌(GC)的主要癌前病变。CAG或IM患者胃癌风险增加。细胞类型的改变在从癌前病变到恶性病变的级联过程中起着至关重要的作用。然而,在癌前病变和恶性病变的胃粘膜中,完全不同的细胞类型及其分子特征仍有待明确,这阻碍了我们研究它们在胃癌发病机制中的作用。
对来自9名患有非萎缩性胃炎(NAG)、慢性萎缩性胃炎(CAG)、肠化生或早期胃癌(EGC)的患者的13个胃幽门粘膜活检的56,440个细胞进行了单细胞RNA测序调查,构建了胃前恶性和早期恶性病变的单细胞转录组图谱。这些活检包括三个野生表浅胃炎(NAG)样本、三个CAG样本、六个IM样本和一个EGC样本,覆盖了从胃炎到早期胃癌的演变过程。
1. 沿着从NAG、CAG和IM到EGC的级联分布,最终共鉴定出17个主要细胞簇,将其定义为人胃粘膜癌前和早期恶性病变的单细胞转录组图谱。基于已知标记物的表达,发现图谱主要包括上皮细胞(EPCAM、KRT18和MUC1)和非上皮细胞(VIM和PTPRC)(图S5)。上皮细胞主要为胃上皮细胞,包括胃窦基底腺黏液细胞(GMCs,标记为MUC6和TFF2)、胃坑黏液细胞(PMCs,标记为MUC5AC和TFF1)、首席细胞(PGA4和PGA3)、肠内分泌细胞(CHGA和CHGB)。
2. EGC是一种局限于粘膜和粘膜下层的病变,与淋巴结是否受累无关,5年生存率为>90%,因此对早期发现GC的潜在标志物的识别至关重要。在此,将重点放在假定的“癌细胞”簇(图A),并描述其表达谱,确认了胃肠道癌症标记基因CEACAM6、BAX和CCND2在癌细胞簇中的特异性上调。