单细胞+空间转录组测序：揭示上皮细胞通过激活成纤维细胞促进食管癌的发展

持续的人乳头瘤病毒(HPV)感染介导的子宫颈癌发生的机制仍然不清楚。

本文在9个患者样本中进行单细胞和空间转录组测序，包括2个hpv阴性正常，2个hpv阳性正常，2个hpv阳性HSIL（子宫颈高级别鳞状上皮内病变）和3个hpv阳性癌症样本。第一次破译了从正常宫颈组织到前体病变再到宫颈癌的疾病进展过程中细胞亚群的时间转移和空间分布。不仅发现了正常、高级别鳞状上皮内病变(HSIL)和宫颈癌组织特有的三个“hpv相关上皮细胞簇”，而且还发现了可能调节疾病进展的节点基因。此外，我们观察到多个免疫细胞逐渐转变，表现出积极的免疫反应，随后出现失调和衰竭，最终在恶性程序中建立了免疫抑制微环境。此外，对细胞相互作用的分析进一步证实，在疾病进展过程中，宫颈微环境中发生了“稳态-恶性平衡”变化。

食管鳞状细胞癌（ESCC）通过多阶段上皮癌的形成而发展，即从正常上皮癌、低级别、高级别上皮内瘤转变为浸润性癌。

本研究通过对29例ESCC患者的多期食管病变进行单细胞和空间转录组测序研究食管癌的发生发展机制。结果发现，在病变进展过程中，由于转录因子KLF4的抑制，上皮细胞中ANXA1的表达逐渐受到抑制。ANXA1是成纤维细胞上甲酰基肽受体2型（FPR2）的配体，可以维持成纤维细胞的稳态。ANXA1的缺失能够导致正常成纤维细胞转化为癌症相关成纤维细胞（CAFs），而上皮细胞分泌的TGF-β可增强其转化。

总之，本研究通过研究CAFs在癌症中的作用，揭示了ANXA1/FPR2信号通路是上皮细胞和成纤维细胞之间促进ESCC的重要串扰机制。

食管中肠道杯状细胞的食管（BE-IM）和胃的肠化生（GIM）被认为是食管癌和胃腺癌的前兆，有研究表明这两类癌症具有相似的遗传、表观遗传和转录特征，并且在病理上也存在同样的特征（杯状细胞和特化的柱状细胞），必须结合组织的来源位置才能进行区分，并且之前的工作表明BE最有可能起源于驻留在胃贲门内的正常胃细胞，基于此假设胃和食管腺癌均由胃细胞通过BE-IM和GIM产生的。

为了验证这一假说，本文研究者构建了整个胃肠道（E-GM、BE-IM、萎缩性胃炎和GIM）的单细胞RNA-seq图谱，发现食管和胃化生相似性极高，并且胃萎缩等疾病中明显表现出胃细胞减少和柱状细胞的弱肠道表型，对他们的基因表达进行分析和富集发现由AP-1转录因子调控的基因上调，临床确认的E-GM样本进行了全基因组测序 (WGS)，发现与BE-IM相比，E-GM中的突变负荷显著降低。接着作者着手样本中的非上皮细胞分析，发现在BE-IM和GIM中观察到两种不同类型的、分别以颗粒酶A（肠）或颗粒酶B（胃）表达为特征的NK细胞。另外，作者对基质细胞进行亚亚群分析，获得了7个簇，归为3种类型：S1早期免疫；S2促结缔组织增生的/细胞外基质沉积；S3收缩性成纤维细胞表型，对不同组织类型的比较发现BE-IM和GIM以及E-GM中S2/S3细胞群比例增加，表明这可能是食管化生变化的标志物，S2/S3成纤维细胞的出现可能创造了一个促肿瘤环境。

总的来说，本文证明了胃和食道的IM具有相同的上皮表型和基质微环境，BE-IM和GIM本质上是对炎症触发做出反应的单一病种，可统一早期检查方法来识别病变。

造血干细胞移植是治疗多种恶性、遗传性或自身免疫性疾病的一种有效的再生疗法。然而，我们对移植患者造血重建的了解仍然有限。在这里，研究者揭示了移植后人类异基因造血干细胞和祖细胞(HSPCs)在单细胞分辨率下的重建动态。移植的热休克细胞在移植后的前30天内发生了快速和可测量的变化，其特点是第一天有强烈的增殖反应。HSPCs的转录组分析使他们能够观察到高水平表达S100A基因家族的免疫调节中性粒细胞祖细胞在粒细胞集植刺激因子动员的外周血干细胞中富集。发生急性移植物抗宿主病(aGVHD)的移植受者比未发生aGVHD的移植受者输注较少的S100Ahigh免疫调节中性粒细胞祖细胞，免疫表型为Lin-CD34+CD66b+CD177+。

因此，他们的研究为人类患者移植HSPCs的再生过程提供了见解，并确定了一个潜在的标准，用于识别移植后早期发生aGVHD的高风险患者。

海马体是人脑边缘系统的重要组成部分，在空间导航和认知功能中发挥着重要作用。目前尚不清楚帕金森病海马体不同空间位置的单细胞基因表达是如何变化的。

本研究的目的是分析小鼠海马不同空间位置单个细胞的基因表达特征，并探讨基因表达调控对学习记忆机制的影响。通过显微切割技术从PD和对照小鼠海马体的不同空间位置获得了74个单细胞样本，质量控制结果显示，三个单细胞微区样品与其他样品存在显著差异，最终筛选了71个单细胞微区样本进行后续分析，使用单细胞RNA测序和空间转录组测序来可视化和量化组织切片的单细胞转录组特征。差异表达分析结果显示，Sv2b、Neurod6、Grp和Stk32b基因在海马单个细胞中不同位置的表达有显著差异，并鉴定了CA1、CA3和DG亚区的标记基因。基因功能富集分析结果表明，上调的差异表达基因T ubb2a、Eno1、Atp2b1、Plk2、Map4、Pex5l、Fibc1和Pdzd2主要参与神经元间突触、突触中囊泡介导的转运、钙信号通路和神经退行性疾病通路，从而影响学习记忆功能。它首次揭示了帕金森病海马中空间定位细胞的转录组特征和异质性，并表明帕金森病的学习和记忆能力受损受到CA1和CA3亚区神经元基因协同作用的影响。

这些结果对于理解帕金森病的病理机制和制定精确的治疗计划至关重要。