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基础医学院韩晓平/郭国骥课题组《Nucleic Acids Research》发表单细胞水平的跨物种细胞景观的构建

编辑:林海燕 来源:基础医学系 时间:2022年08月12日 访问次数:10  源地址

  202285日,国际期刊《Nucleic Acids Research》在线刊登了浙江大学基础医学院韩晓平/郭国骥团队的学术论文Construction of a cross-species cell landscape at single-cell level。该研究利用自主研发的Microwell-seq高通量单细胞测序平台绘制了覆盖小鼠、斑马鱼和果蝇多个生命阶段的单细胞转录组图谱。该图谱包含了小鼠生长发育和衰老阶段的10个时期、斑马鱼的5个时期,果蝇的7个时期,共获得了超过260万个单细胞,构建了跨物种的细胞景观。结合大鼠和线虫的单细胞图谱,研究确定了在整个生命周期中发生变化的特征和常见途径。同时,该研究整合其他已发表的单细胞图谱,构建了一个集成的单细胞在线门户Cell Landscape,包含了来自15个物种的约600万个单细胞,可在http://bis.zju.edu.cn/cellatlas/访问。



  随着单细胞高通量测序技术的兴起,人类、猕猴、小鼠、爪蟾、蝾螈和线虫等物种多组织多器官的单细胞图谱陆续绘制完成。然而,这些研究大多局限于单个物种或特定的时间点中,缺乏在发育衰老等多个生命阶段对不同物种和组织进行彻底的比较分析。

  该研究首先比较了小鼠、斑马鱼和果蝇的细胞类型在整个生命周期中的变化情况,发现三个物种中免疫细胞的比例均随年龄增长而逐渐增加。在小鼠中,T细胞的比例随着年龄增长逐渐降低,而B细胞的比例逐渐增加;组织的炎症反应也随着年龄的增长而增加。基因表达轨迹发现,免疫反应的上调和线粒体代谢相关反应的下调可能是小鼠、斑马鱼和果蝇整个生命周期中的共同特征。转录因子的调控分析也发现了一些跨物种间谱系共享的调控模块。

  小鼠、大鼠、斑马鱼、果蝇和线虫的跨物种分析显示,免疫反应和线粒体功能是衰老过程中的两个重要信号通路。通过计算转录因子活性和基因上下调之间的相关性,该研究发现了一些可能参与免疫、脂质代谢和能量代谢的转录因子,他们可能在多个物种的衰老过程中发挥关键的调节作用。利用FDA批准的药物吡格列酮(PGZ)对2周龄的小鼠进行处理,该研究发现小鼠的衰老表型得到缓解,揭示了衰老过程中线粒体代谢和炎症反应可能通过内在调控网络相互关联,而PGZ治疗可有效缓解氧化和炎症状态、细胞衰老和脂质代谢。

  浙江大学基础医学院博士后汪仁英、张霈婧、王晶晶,硕士生马立枫等人为本文共同第一作者。浙江大学基础医学院韩晓平教授、郭国骥教授,西奈山伊坎医学院袁国丞教授,中国科学院动物研究所刘光慧研究员、黄仕强研究员为本文通讯作者。研究获得了国家重点研发计划和国家自然科学基金的支持。 

  原文链接:

  https://doi.org/10.1093/nar/gkac633 


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