一、学术背景与研究缘起 运动神经元（Motor Neuron）退化性疾病如肌萎缩侧索硬化症（Amyotrophic Lateral Sclerosis, ALS），一直是神经科学的重要研究方向。ALS 以成年后发病为特征，患者运动神经元逐渐退化，导致瘫痪和死亡。在 ALS 等疾病中，年龄增加被认为是主要的风险因素，但导致成熟运动神经元易感于病理损伤、而年轻运动神经元能够抵御这些损伤的分子机制，至今仍未明了。既往研究已知，随着运动神经元的成熟，其基因表达和染色质结构发生了剧烈变化，约有7000个基因表达水平、10万个染色质开放区域在成熟过程中较大幅度改变。 研究团队关注到，在胚胎期，运动神经元具有较强的抗逆性和再生能力，这种抗逆性在后期逐渐丧失。他们提出一个重要假设：如果让成熟的运动神经元重新...

一、研究背景与科学问题 血液系统的健康对于机体功能至关重要，而造血干细胞（HSC, Hematopoietic Stem Cells）则是维持血液系统正常运行的核心细胞类型。HSC 具有自我更新和多向分化能力，能够生成所有类型的血细胞，包括红细胞、白细胞和血小板。随着年龄的增长，造血干细胞的功能逐渐衰退，表现为造血再生能力降低、红细胞生成受损，以及出现向髓系（如粒系、单核细胞及血小板）倾斜的分化偏向。这种干细胞老化不仅影响机体对失血、感染等应激的应答能力，还会导致多种血液退行性疾病和恶性肿瘤的发生。 以往的研究揭示，HSC老化与一系列细胞内分子改变相关，比如DNA损伤、代谢异常、表观遗传调控紊乱等。此外，细胞外环境因素——如骨髓微环境的重塑和炎症反应——同样对HSC老化过程产生显著影响。然而...

背景介绍 在细胞生物学中，理解细胞对扰动的不同响应至关重要。扰动（perturbation）是指通过基因编辑、化学物质、环境变化或机械力等方式改变细胞状态，从而研究其功能。然而，现有的方法在量化单细胞水平的异质性响应时存在局限性，尤其是在部分基因扰动（partial gene perturbation）和剂量效应（dosage effect）的分析上表现不佳。为了解决这一问题，研究者开发了一种新的计算方法——扰动响应评分（Perturbation-Response Score, PS），旨在更准确地量化单细胞扰动响应的异质性，并揭示细胞内在和外在因素对扰动结果的影响。 论文来源 本论文由Bicna Song、Dingyu Liu等多名研究者共同完成，作者来自多个知名机构，包括Children...

单细胞转录组测序（single-cell RNA sequencing, scRNA-seq）技术的出现，为研究细胞发育和分化过程中的基因表达动态提供了前所未有的分辨率。然而，由于生物过程的复杂性，不同条件下的细胞发育轨迹往往是不对称的，这给数据的整合和比较带来了挑战。现有的方法通常依赖于将不同条件下的样本整合后再进行聚类分析或推断共享轨迹，但这些方法在处理不对称轨迹时往往效果不佳，可能会掩盖关键的差异表达基因（differentially expressed genes, DEGs）。 为了解决这一问题，研究人员开发了一种新的方法——Trajectory Alignment of Gene Expression Dynamics (Tragedy)。Tragedy方法能够在不进行数据集整合...

单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术能够以单细胞分辨率进行高通量转录组分析，极大地推动了细胞生物学的研究。然而，scRNA-seq技术的一个显著局限性是，它需要将组织解离，导致细胞在组织中的原始空间位置信息丢失。空间转录组学（Spatial Transcriptomics, ST）技术能够提供精确的空间基因表达图谱，但其在基因检测数量、成本以及细胞类型注释的精细度方面存在限制。因此，如何在scRNA-seq数据中恢复空间信息，成为了当前研究的一个重要挑战。 为了解决这一问题，研究人员提出了通过细胞对应学习（cell correspondence learning）在scRNA-seq和ST数据之间传递知识的方法，从而恢复scRNA-seq数据中的空间信息。然而，现有的方法在建模局部和全...

阿尔茨海默病中CRTC1的S-亚硝基化对CREB依赖性基因表达的破坏 学术背景 阿尔茨海默病（Alzheimer’s Disease, AD）是一种常见的神经退行性疾病，其特征是记忆和认知功能的逐渐丧失。AD的病理机制复杂，涉及到多种分子和细胞过程，其中蛋白质的异常修饰被认为是疾病进展的关键因素之一。S-亚硝基化（S-nitrosylation）是一种由一氧化氮（NO）介导的蛋白质翻译后修饰，已被证明在多种神经退行性疾病中发挥重要作用。然而，S-亚硝基化在AD中的具体作用机制尚未完全阐明。 本研究聚焦于cAMP反应元件结合蛋白（CREB）的转录共激活因子CRTC1（CREB-regulated transcription coactivator 1）的S-亚硝基化在AD中的作用。在正常大脑中...