单细胞和空间转录组在肝生理和病理研究中的应用
JournalofHepatology[IF:20.582]
①scRNA-seq和空间转录组都是革命性的技术，如何将它们与临床治疗结合是目前的主要挑战，综述它们在肝脏组织、再生以及慢性肝病和癌症中的细胞之间相互作用方面的应用和发现，以期有所启示。
②总结了scRNA-seq的技术和原理，提出多种scRNA-seq技术的结合（例如基于微滴的系统和Smart-Seq2）可以产生协同作用，增加捕获罕见细胞类型和低丰度转录本的可能性，给出根据生物学、研究设计和所需的终点为指导来选择合适平台和技术的建议。
③回顾了scRNA-seq（或结合单分子RNA荧光原位杂交）在肝脏生理研究中的重要应用，如鉴定了肝脏中肝细胞和肝窦内皮细胞（LSECs）的分区，肝脏发育和再生过程中的祖细胞。
④疾病病理方面，列举了scRNA-seq在慢性肝病和癌症微环境研究中的重要成果：表征了慢性肝病和肝硬化中非实质细胞的表型和相互作用，阐明了癌上皮细胞和肿瘤微环境之间的相互作用，揭示肝癌内肿瘤微环境及其异质性，例如，发现Notch信号通路是参与人肝纤维化生态位中细胞相互作用的中心途径等。
⑤scRNA-seq和空间转录组技术有助于识别肝胆癌新的治疗靶点，并可用于开发更精细的肿瘤分类，以更准确地定制患者的个性化治疗。（TransF/zrz）
原位空间转录组研究示意图
Single-cellgenomicsandspatialtranscriptomics:Discoveryofnovelcellstatesandcellularinteractionsinliverphysiologyanddiseasebiology.
2020.06.10,DOI:10.1016/j.jhep.2020.06.004
综述；消化系统疾病；人，小鼠，肝脏，肝病，肝癌，微环境，scRNA-seq,smRNA-FISH,空间转录组；AntonioSaviano,NeilC.Henderson,ThomasF.Baumert;InstitutdeRecherchesurlesMaladiesViralesetHépatiques,HpitauxUniversitairesdeStrasbourg,InstitutUniversitairedeFrance,UniversityofEdinburgh,France.
肝脏的发育：对器官和组织形态发生的见解
JournalofHepatology[IF:14.911]
③概述了驱动肝脏和肝叶生长的机制，回顾了肝内和肝外胆管的形态发生，并讨论了胆管对肝损伤的形态发生响应。
肝母细胞的起源和肝出芽的早期阶段
Developmentoftheliver:Insightsintoorganandtissuemorphogenesis.
2018.01.13,DOI:10.1016/j.jhep.2018.01.005
综述；人，小鼠，斑马鱼，肝脏，形态发生，发育，单细胞分析，空间转录组；ElkeA.Ober,FrédéricP.Lemaigre;UniversityofCopenhagen,UniversitécatholiquedeLouvain,deDuveInstitute;Denmark,Belgium.
发育与结构
DevelopmentandStructure
TheJournalofExperimentalMedicine[IF:17.579]
②分析传统NK细胞（conventionalnaturalkiller，cNK）和ILC1的特征基因，定义出cNK细胞的3个不同发育状态的亚群（C1~C3）和ILC1细胞的2个亚群（C4和C5），并表征C5是一群在肝脏中特异表达Ly49E的ILC1。
④利用表达eGFP的重组鼠巨细胞病毒（murinecytomegalovirus，MCMV）感染新生小鼠探究Ly49E+ILC1的富集在早期生命免疫防御中的作用，发现MCMV感染可诱导新生小鼠肝脏Ly49E+ILC1快速反应，以及GzmB、穿孔素和IFN-γ的高水平表达，并利用肝脏ILC1缺陷小鼠（Tbx21-/-）进一步验证肝脏Ly49E+ILC1是早期病毒感染的重要效应因子。（徐晓静）
ILC1流式分选和scRNA-seq数据分析流程图
Ly49EseparatesliverILC1sintoembryo-derivedandpostnatalsubsetswithdifferentfunctions.
2022.03.29,DOI:10.1084/jem.20211805
正常人类肝脏的空间转录组分析
ScientificData[IF:8.501]
①采用空间转录组研究正常人类的肝组织切片，在转录水平上提供了肝脏分区的详细空间信息，有利于肝脏空间异质性的研究，并为肝脏疾病病的研究提供了参考。
②介绍了肝脏空间转录组方法，整个过程包括获取人肝组织、制备冷冻切片和空间分析样品处理。
③质控（qualitycontrol）后，从2名人类捐赠者的正常肝脏中获得了6,581个高质量的spots，可分为15个细胞簇，每个簇包含48~1,379个spots。
④进一步分析显示，大多数细胞为肝细胞，与预期结果一致；肝细胞沿小叶轴被分为4个亚群，分别命名Zone1（靠近门静脉）、Zone2-1、Zone2-3、Zone3（靠近中央静脉）。（Lina）
人类肝脏的空间转录组分析流程示意图
Spatialtranscriptomeproflingofnormalhumanliver.
2022.10.19,DOI:10.1038/s41597-022-01676-w
RelatedDiseases
肝细胞癌免疫抑制内皮细胞胎样发育重编程机制的研究
Cell[IF:41.582]
①使用scRNA-seq分析人类胎儿、肝细胞癌（hepatocellularcarcinoma，HCC）和小鼠肝脏的212,000个细胞，全面地表征了人类肝脏从发育到疾病的单细胞景观，揭示了一个全新的可同时驱动胎肝发育和HCC的免疫抑制的“肿瘤-胚胎生态系统”，为HCC的治疗干预提供了新的靶点。
②通过Louvain聚类分析，来自14例HCC患者和1例正常供体肝脏的75,000个细胞被分成29个亚群，并发现某些细胞类型中存在的肿瘤和癌旁组织的特异性分群，表明HCC中肿瘤微环境可能发生了重编程。同时，在肿瘤核心、肿瘤外周及癌旁组织中发现了不同特征的内皮细胞、淋巴细胞和巨噬细胞。
⑤基因调控分析、空间转录组和体外功能分析表明，VEGF和NOTCH信号通路在维持“肿瘤-胚胎生态系统”方面发挥重要作用。（潘宏伟/Lina）
HCC肿瘤的scRNA-seq分析流程图
Onco-fetalreprogrammingofendothelialcellsdrivesimmunosuppressivemacrophagesinhepatocellularcarcinoma.
2020.09.24,DOI:10.1016/j.cell.2020.08.040
疟原虫感染肝脏单细胞图谱揭示宿主和阶段依赖性表达模式
CellHost&Microbe[IF:31.316]
①利用微模式共培养（micropatternedco-cultures，MPCCs）技术和Seq-Well（一种低成本和便携式单细胞技术）平台，联合培养和收集流行区感染的单个人肝细胞，对1,494个间日疟原虫和33,383个肝细胞进行双重单细胞测序分析（即利用scRNA-seq和靶标疟原虫全基因组核苷酸诱饵进行的标签转录组测序），绘制了疟原虫及所感染宿主肝脏的单细胞转录组图谱。
②利用疟原虫全基因组核苷酸诱饵的标签转录组测序，对疟原虫样本进行捕获和重测序，可显著提高基因和转录本的检测效率。
③利用间日疟原虫感染的双重转录组分析数据，采用Seurat对疟原虫转录组进行聚类，得到8个疟原虫簇，同时进行单细胞的UMAP（uniformmanifoldapproximationprojection，UMAP）可视化分析发现，这8个疟原虫簇对应于不同的肝脏发育阶段，解释了寄生虫和宿主间存在宿主和阶段依赖性的表达模式。
④间日疟原虫感染的肝细胞中干扰素（interferon，IFN）和炎症信号通路的失调，主要表现为包括IRF7、IFI6、IFI27、IFIT1-5、IFI44和IFIH1等多种IFN响应基因和基因家族的上调表达，而间日疟原虫未感染的邻近肝细胞中，内源免疫反应通路上调，包括IFITM3蛋白上调。（姜小花）
间日疟原虫感染的单细胞肝图谱研究路线
Asingle-cellliveratlasofPlasmodiumvivaxinfection.
2022.04.19,DOI:10.1016/j.chom.2022.03.034
JournalofHepatology[IF:25.083]
②流式细胞术分析发现，肝基质细胞显著减少了CD14+单核细胞向巨噬细胞的转化，bulkRNA-seq进一步分析显示，基质细胞共培养的CD14+细胞，与血源性单核细胞（Mono1）和巨噬细胞簇具有转录相似性，为单核细胞和巨噬细胞的混合物，表明体外的原代肝基质细胞限制了单核细胞向巨噬细胞的成熟。
③体外transwell测定和基质细胞上清液转移技术评估发现，基质-髓系细胞与细胞间的接触是基质细胞降低HLA-DRhi表达和限制CD14+细胞成熟的主要机制。
④体外基质细胞和CD14+细胞的RNA-seq，结合体外肝脏scRNA-seq数据集，发现IL-6和IL-6R分别在肝基质细胞和CD14+细胞中表达，表明基质-髓系IL-6-IL-6R相互作用是控制巨噬细胞分化的一种合理机制。
⑤分析CD9+和CD163+细胞频率，发现每个供体中CD9+和CD163+细胞的频率相似，表证实了IL-6的产生是基质细胞限制SAM分化的一种机制。此外，与健康肝脏组织相比，早期人类肝病中局部IL-6水平降低，表明局部IL-6在健康肝脏中具有保护作用。（韩洞明）
试验设计及主要发现
LiverstromalcellsrestrictmacrophagematurationandstromalIL-6limitsthedifferentiationofcirrhosis-linkedmacrophages.
2021.01.21,DOI:10.1016/j.jhep.2021.12.036
多组学分析多灶性肝内胆管癌肿瘤异质性和免疫亚型
ClinicalCancerResearch[IF:13.801]
①对16例多灶性肝内胆管癌（intrahepaticcholangiocarcinoma，ICC）患者的66个肿瘤样本，通过全外显子组测序（whole-exomesequencing，WES）、bulk/scRNA-seq、甲基化芯片和多重免疫染色，全面地描述了多灶性ICC的基因组、转录组、表观基因组和免疫异质性的“景观”，提出了采用免疫分类法对患者预后进行分类的建议，有利于个性化免疫治疗。
②将ICC患者分为高瘤间异质性（highintertumorheterogeneity，high-ITH）组和低瘤间异质性（low-ITH）组，发现两者在基因组、转录组和表观基因组方面存在广泛的异质性。
③BulkRNA-seq反卷积、多光谱成像和scRNA-seq分析揭示了ICC患者肿瘤的主要免疫细胞比例具有相对较低的异质性。
⑤从上述两个细胞簇中筛选出CD8B和ICOS两个差异表达基因，发现它们的表达水平可用于区分高、低免疫细胞簇和预测患者预后；high-ITH组患者的预后优于low-ITH组，但差异不显著。
⑥“免疫压力”（immunepressure）促使启动子DNA高甲基化，通过调控免疫基因的表达，来降低ICC中新抗原的表达。（大禹）
试验综合分析示意图
Multiomicanalysisrevealscomprehensivetumorheterogeneityanddistinctimmunesubtypesinmultifocalintrahepaticcholangiocarcinoma.
2022.05.02,DOI:10.1158/1078-0432.CCR-21-1157
时空技术
Spatial-TemporalTechnology
SEAM：研究组织微环境的单细胞核空间代谢组学方法
NatureMethods[IF:28.547]
①报道了一种空间单核代谢组学方法SEAM（SpatialsinglenuclEarmetAboloMics），它结合空间分辨质谱成像和机器学习算法，只需要最少的样品制备和标记，便能够实现组织原位代谢异质性可视化、单细胞核图像识别、代谢特征信息提取，以及单细胞的聚类、差异化分析，提供组织中单细胞的“代谢指纹图谱”。
②应用SEAM解析野生型小鼠肝脏组织中的空间代谢异质性，发现了肝细胞代谢异质性亚群，有效证明了SEAM的可靠性和准确性。
SEAM在单细胞核分辨率下捕获肝脏的空间代谢异质性
SEAMisaspatialsinglenuclearmetabolomicsmethodfordissectingtissuemicroenvironment.
2021.10.04,DOI:10.1038/s41592-021-01276-3
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