當然科學家們還在眾多人類疾病研究領(lǐng)域中都應用了單細胞分析技術(shù)，本文中，小編就對近年來相關(guān)研究進行了整理，分享給各位，與各位一起學習！
【1】Science：新型單細胞擴增技術(shù)有助避免遺傳病
中美研究人員在新一期美國《科學》雜志上報告說，他們研制出一種新型單細胞全基因組擴增技術(shù)，在此基礎(chǔ)上不僅有望避免許多遺傳性疾病遺傳給后代，從基因組角度更深入地認識癌癥也將成為可能。
單細胞研究是當前生命科學研究的重要方向之一。許多關(guān)鍵的生命活動都和細胞間個體差異密切相關(guān)；許多重要的生命科學和醫(yī)學問題所能依賴的樣品往往也是極少數(shù)細胞。但在相關(guān)研究中，由于單個細胞中的ＤＮＡ（脫氧核糖核酸）的含量極少，先需要通過全基因組擴增技術(shù)將ＤＮＡ進行擴增，從而便于單細胞測序。
最新單細胞擴增技術(shù)名為ＬＩＡＮＴＩ，由美國科學院院士謝曉亮教授領(lǐng)導的研究團隊經(jīng)４年努力研發(fā)而成。謝曉亮同時在哈佛大學和北京大學任職。他告訴新華社記者，跟以前技術(shù)相比，新技術(shù)“在所有指標上都有大幅度提高，讓單細胞擴增與測序更加精準”。
doi：10.1126/science.aai8478
關(guān)于兩種腦癌的仔細分析發(fā)現(xiàn)這兩種腦癌竟來自同一種神經(jīng)前體細胞，可以通過基因突變模式和微環(huán)境組成進行區(qū)分。這項由麻省總醫(yī)院（MGH）和博德研究所的研究人員完成的最新研究于近日發(fā)表在Science上。
“我們的研究重新定義了兩種攜帶IDH基因突變的相近的膠質(zhì)瘤——星形細胞瘤和少突神經(jīng)膠質(zhì)瘤。”研究共同通訊作者、MGH病理學系和癌癥研究中心教授Mario Suvà博士說道，“盡管我們知道這兩種腫瘤基因存在差別，但是我們并不知道它們是否具有相同的細胞來源或者它們基因表達的不同是由于遺傳、細胞來源還是腫瘤微環(huán)境？”
幾項最近的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了促進腫瘤生長的基因突變，并根據(jù)包含腫瘤細胞和微環(huán)境中正常細胞的組織樣品基因表達分析給腫瘤分類。但是由于這些分析都是根據(jù)大塊腫瘤組織進行的，因此可能掩蓋了許多重要的信息。
【3】Science：重大突破！利單細胞測序揭示免疫細胞衰老之謎
doi：10.1126/science.aah4115
在一項新的研究中，來自歐洲生物信息研究所（EMBL-EBI）、英國劍橋大學、韋爾科姆基金會桑格研究所和英國癌癥研究所（CRUK-CI）的研究人員針對免疫系統(tǒng)為何隨著年齡的增加而減弱存在的長期爭論提出新的認識。他們的發(fā)現(xiàn)表明相比于年輕組織中的免疫細胞，衰老組織中的免疫細胞缺乏協(xié)作，并且表現(xiàn)出更多的基因表達變化。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2017年3月31日的Science期刊上，論文標題為“Aging increases cell-to-cell transcriptional variability upon immune stimulation”。
解決爭論
我們所有人經(jīng)歷與衰老相伴隨的功能逐漸下降，但是是什么精確地導致這種下降？它為何在體內(nèi)不同部分以不同的速率發(fā)生？為了尋找答案，科學家們需要在分子水平上揭示每個組織中的所有衰老機制。當前的這項研究著重關(guān)注免疫組織，特別是CD4+ T細胞。
免疫系統(tǒng)就好比是交響樂團，具有不同的細胞類型和細胞亞型，它們一起協(xié)作抵抗感染。但是隨著免疫系統(tǒng)衰老，因迄今為止還不清楚的原因，它對感染作出的免疫反應減弱了?？茖W家之間的一個長期的爭論圍繞著兩個關(guān)鍵性的假設：這種功能性的減弱是細胞性能減少導致的；這種功能性的減弱歸因于細胞間缺乏協(xié)作。
【4】重磅！Nat Methods單細胞基因組突變檢測取得突破性進展
DOI： 10.1038/nmeth.4227
近日來自愛因斯坦醫(yī)學院的研究人員宣布開發(fā)并驗證了一種能夠準確鑒定單細胞基因組基因突變的新方法，相關(guān)研究發(fā)表在Nature Methods上，文章通訊作者為Jan Vijg博士，他是愛因斯坦醫(yī)學院遺傳學系主任和分子遺傳學Lola and Saul Kramer主席。
在研究人員能夠分析單細胞基因組之前，他們首先需要獲得足夠的DNA，這個過程叫做全基因組擴增（WGA），但是WGA通常會產(chǎn)生核算序列錯誤，造成突變的假陽性。在他們的這篇新文章中，Vijg博士及其同事描述了一種能夠準確鑒定突變（單核苷酸變異分析）是否存在于單細胞基因組的方法。
研究人員開發(fā)的新方法將他們開發(fā)的兩種技術(shù)結(jié)合在了一起：叫做單細胞多重置換擴增（SCMDA）和單細胞變異“訪客”技術(shù)——可以修復基因擴增過程中發(fā)生的核苷酸序列錯誤的技術(shù)。通過比較發(fā)現(xiàn)這種方法比目前市場上用于基因組分析的技術(shù)效果更好。
【5】Nat Genet：單細胞分析解開結(jié)直腸癌細胞的神秘面紗！
doi：10.1038/ng.3818
結(jié)合單細胞基因組學和計算機技術(shù)，一個研究團隊（包括來自杰克遜實驗室（JAX）單細胞生物學主任Paul Robson博士在內(nèi)）鑒定出了11種結(jié)直腸癌腫瘤的癌細胞組成及鄰近的非癌細胞，這對于更好的腫瘤靶向診斷和治療很重要。
“使用單細胞測序。”JAX科學家、這篇發(fā)表在Nature Genetics上的文章共同第一作者Elise Courtois說道，“我們可以根據(jù)腫瘤中的細胞組成將結(jié)直腸癌進一步分類。因為每種亞型的腫瘤病人生存率存在差別，我們的方法將為腫瘤醫(yī)生提供更多的關(guān)于腫瘤預后和治療的信息。”
腫瘤基因組測序的進步促進了腫瘤亞型的分類，引導了更精確的癌癥治療，提高了病人生存率。然而腫瘤通常由一系列腫瘤細胞和肺腫瘤細胞組成，這些細胞都促進了腫瘤的生物學發(fā)展。
迄今為止，腫瘤基因表達都是通過大轉(zhuǎn)錄組方法進行表征，提供的信息代表了許多種類細胞的表達狀況。通過使用單細胞轉(zhuǎn)錄組分析技術(shù)，研究人員現(xiàn)在可以將腫瘤組織分成不同的成分進行分析，因此能夠更深入地了解背后復雜的生物學機制。
愛因斯坦研究人員已經(jīng)開發(fā)并驗證了一種準確識別單細胞基因組中突變的方法。這種新方法可以幫助預測癌癥是否將在看似健康的組織中發(fā)展，在今天的自然方法的在線版本中發(fā)表的論文中被描述。相應的作者是Lola和Saul Kramer分子遺傳學主席Jan Vijg博士。
在科學家可以分析單個細胞的基因組之前，他們必須首先獲得足夠量的DNA，一個稱為全基因組擴增（WGA）的過程。但是WGA通常在核苷酸序列中產(chǎn)生錯誤，這可能錯誤地指示突變的存在。在他們的自然方法論文中，Vijg博士和同事描述了一種用于在單細胞的基因組中精確鑒定突變（技術(shù)上稱為單核苷酸變體）的存在的新方法。
愛因斯坦研究人員的新方法結(jié)合了他們開發(fā)的兩種技術(shù)：改進的WGA方法，稱為單細胞多位移擴增（SCMDA）和單細胞變體"調(diào)用者"，其校正可能由基因擴增引起的核苷酸序列錯誤。頭對頭的比較表明，愛因斯坦方法優(yōu)于現(xiàn)在銷售的基因組分析的幾種方法。
在單細胞水平上分析腦腫瘤基因組學的研究發(fā)現(xiàn)，癌癥干細胞促進了少突神經(jīng)膠質(zhì)瘤的生長，少突神經(jīng)膠質(zhì)瘤是一種生長緩慢但不可治愈的腦癌。他們的文章提前在“自然界”雜志上在線出版。由麻省總醫(yī)院（MGH）和麻省理工學院及哈佛大學研究所的調(diào)查員領(lǐng)導的小組，首次識別癌癥干細胞及其在人類腦腫瘤樣本中的分化后代。
MarioSuvà博士說：“我們的工作強烈支持癌癥干細胞是這些腫瘤生長的主要來源，因此，應該被認為是治療的希望”。
研究表明，癌癥干細胞表現(xiàn)出干細胞特征并且可以分化為其他類型的癌細胞，在幾種類型的腫瘤的進展和治療抗性中起作用。最顯著的是，血液系統(tǒng)腫瘤類似于白血病。幾個研究，支持癌癥干細胞在成膠質(zhì)細胞瘤的侵襲性腦腫瘤中的作用，但是那些研究，涉及誘導人腫瘤在小鼠中生長，因此它們與人類的癌癥的相關(guān)性已被質(zhì)疑。
【8】Nature：重磅！單細胞分析闡明癌癥干細胞在腦癌中的關(guān)鍵角色
doi：10.1038/nature20123
近日，來自麻省總醫(yī)院、博德研究所及哈佛大學的研究人員通過聯(lián)合研究，在單細胞水平上對腦瘤基因組進行了分析，他們發(fā)現(xiàn)，癌癥干細胞或許能夠誘發(fā)少突神經(jīng)膠質(zhì)瘤的發(fā)生，少突神經(jīng)膠質(zhì)瘤是一種緩慢發(fā)展但卻非常難以治愈的腦癌，相關(guān)研究刊登于Nature雜志上，同時研究者還首次在人類腦瘤樣本中鑒別出了癌癥干細胞及其分化的后代細胞。
研究者Mario Suva博士指出，我們的研究工作再次證實了癌癥干細胞是腦瘤發(fā)生發(fā)展的主要來源，同時這些癌癥干細胞或許還能夠作為潛在的靶點來助力未來新型療法的開發(fā)。如今研究者們越來越清楚癌癥干細胞在多種類型腫瘤的進展及療法耐受性中所扮演的重要角色，比如很多血液系統(tǒng)腫瘤（白血病等）；同時還有研究闡明了癌癥干細胞在膠質(zhì)母細胞瘤中的角色，但這些研究都是誘導人類腫瘤在小鼠機體中生長，而且研究者還質(zhì)疑這種狀況同人類機體癌癥的相關(guān)性到底怎么樣。
【9】Nat Biotechnol：科學家們成功繪制出單細胞中短鏈RNA分子的圖譜
doi：10.1038/nbt.3701
近日，刊登在國際雜志Nature Biotechnology上的一項研究報告中，來自瑞典卡羅琳學院的研究人員通過研究成功在單個胚胎干細胞中測定了短鏈非編碼RNA序列的絕對數(shù)量。當基因中的信息被使用時，比如當其編碼蛋白質(zhì)時，首先DNA會轉(zhuǎn)錄成為信使RNA來作為蛋白質(zhì)制造的范本，我們的機體細胞中包含有大量的短鏈非編碼RNA序列，這些序列并不能制造蛋白質(zhì)，而且研究者也并不清楚這些RNA序列的功能，我們最熟知的就是miRNAs了，其能夠同信使RNA相互作用，并且調(diào)節(jié)基因和細胞的功能。
這項研究中，研究者對單個細胞中的短鏈RNA序列圖譜進行了繪制，此前對短鏈RNA分子的研究基于同時對許多細胞進行分析，而這往往很難研究短鏈RNA分子的具體功能。研究者Rickard Sandberg教授說道，我們對短鏈RNA分子僅僅局限于一般的認識，而且我們還繪制了關(guān)于短鏈RNA分子一般機制的圖譜，但這并不能夠闡明這些分子在不同類型細胞或疾病中所扮演的角色。
【10】Cell：單細胞分析重大突破！利用世界上最小的納米注射器提取單個活細胞的內(nèi)含物
doi：10.1016/j.cell.2016.06.025
生物學家對單個細胞的行為而不是對整個細胞群體的行為越來越感興趣。在一項新的研究中，來自瑞士聯(lián)邦理工學院（ETH）的研究人員開發(fā)出一種新方法可能引發(fā)單細胞分析變革。這一技術(shù)利用世界上最小的注射器來對單個細胞的內(nèi)含物進行取樣以便進行分子分析。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2016年7月14日那期Cell期刊上，論文標題為“Tunable Single-Cell Extraction for Molecular Analyses”。
ETH研究人員開發(fā)出一種使用納米注射器（nanosyringe）的方法，其中這種納米注射器的微針能夠刺入單個活細胞內(nèi)，提取它們的內(nèi)含物。比如，該技術(shù)可用于體外培養(yǎng)的細胞中，以便研究這些細胞的內(nèi)含物。這使得科學家能夠在分子水平上鑒定出單個細胞之間的差異，以及鑒定和分析稀有的細胞類型。論文共同通信作者、ETH生物學系教授Julia Vorholt說，“我們的方法為生物學研究開辟新的領(lǐng)域?？梢赃@么說，它是一個全新篇章的開始。”
這種新方法具有許多優(yōu)點：科學家們能夠直接對培養(yǎng)皿中培養(yǎng)的組織的單個細胞進行采樣。論文第一作者兼論文共同通信作者、Vorholt教授研究團隊博士后研究員Orane Guillaume-Gentil說，“這意味著我們能夠研究一種細胞如何影響周圍的細胞。”利用常規(guī)方法開展這類研究是不可能的，這些因為常規(guī)的分子分析一般需要首先分離出細胞，然后將它們破壞。
【11】Science最新研究：大規(guī)模單細胞測序構(gòu)建首個人腦神經(jīng)元表達圖譜
DOI：10.1126/science.aaf1204
在一項新的項研究中，來自美國加州大學圣地亞哥分校（UCSD）的研究人員開發(fā)了首個方法用于人類大腦神經(jīng)性元不同亞型的鑒定，奠定了"繪制"人腦神經(jīng)元細胞基因活性方法的基礎(chǔ)；同時，可以幫助我們更好的理解人腦正常功能及疾病異常，包括阿爾茨海默氏癥、帕金森癥、精神分裂癥和抑郁癥等。通過分離和對單個人類大腦神經(jīng)元細胞核進行單細胞核轉(zhuǎn)錄組測序，研究人員在人腦的六個高級功能區(qū)確定了16種神經(jīng)元亞型。
這項新的研究成果反應了一個逐漸被普遍理解的事實，即個體大腦細胞是獨一無二的--這些細胞表達不同的基因，承擔不同的功能。為了更好地理解這種多樣性，研究人員對分布在腦皮質(zhì)中6個不同的Brodmann區(qū)域，并且承擔不同功能的3200多個神經(jīng)元細胞進行了分析。
