重新定义肝脏早期衰老微环境：Quasi-spatial单细胞转录组揭示纤维化壁龛的形成与细胞异质性 背景及研究动因 衰老是生命过程中不可避免的一环，其最显著的特征之一便是器官组织中衰老细胞（senescent cells）的积累。这些细胞常由组织损伤诱发，且随着机体免疫监视能力衰退，愈发难以被及时清除。衰老细胞的存在及其所分泌的炎症相关分子（即衰老相关分泌表型，SASP）对组织微环境具有复杂影响，既可能参与生理性修复，也可能诱发慢性炎症，损害组织稳态。然而，当前科技手段在解析这些细胞在组织内的具体分布、表型多样性乃至其对微环境的影响上，仍面临诸多难题。尤其在肝脏这类容易伴发纤维化的重要器官上，衰老细胞相关壁龛的形态、动态发展规律以及各类细胞间复杂的空间互作关系，尚不清晰。 近年来，单细胞组学...

背景介绍：年龄相关前列腺癌异质性与精准医疗新机遇 前列腺癌（Prostate Cancer, PCA）是全球男性中发病率第二高、癌症相关死亡率第五的恶性肿瘤。伴随全球人口老龄化及健康筛查推进，前列腺癌的发病年龄呈现多样化，早发型（Early-onset prostate cancer, EOPC，通常定义为55岁及以下男性发病）病例近年显著增加，且预后较差。因此，探索不同年龄起病前列腺癌之间的生物学差异，尤其是肿瘤微环境（Tumor Microenvironment, TME）构造与演变，对于实现年龄特异性的精准干预及个体化治疗具有重大意义。 临床观察显示，EOPC相较于晚发型（Late-onset prostate cancer, LOPC）不仅临床-病理表现差异明显，且预后生存水平更低。...

学术背景 小胶质细胞（microglia）是中枢神经系统（CNS）中唯一的常驻巨噬细胞，在发育、稳态和疾病中发挥关键作用。传统观点认为小胶质细胞是均一的“静息”或“激活”状态，但单细胞测序技术的出现揭示了其显著的转录异质性。然而，这种异质性的功能意义、驱动因素以及跨物种（如小鼠与人类）的差异仍不明确。 本综述由Beth Stevens团队撰写，旨在系统梳理小胶质细胞在不同环境（如发育、衰老、神经退行性疾病）中的转录状态多样性，探讨状态与功能的关联，并分析人类小胶质细胞研究的挑战与策略，为靶向小胶质细胞的治疗提供理论框架。 论文来源 作者：Constanze Depp、Jordan L. Doman等（共同一作），Beth Stevens（通讯作者） 机构：Boston Children’s ...

在功能基因组学领域，研究人员一直致力于通过观测数据预测因果调控关系。然而，尽管现代技术能够测量多种分子模态，从观测数据中推断出因果调控关系仍然具有挑战性。特别是，信号通路调控因子的下游效应物（effectors）的识别和量化是基因组学研究的重点之一。CRISPR等基因组编辑工具的出现为大规模并行筛选提供了可能，尤其是与单细胞RNA测序（scRNA-seq）结合的Perturb-seq技术，能够通过遗传扰动实现因果推断。然而，现有的Perturb-seq应用主要集中在静止细胞中，可能无法准确描述依赖于上下文的基因功能。 为了解决这一问题，研究人员开发了一种可扩展的Perturb-seq工作流程，结合了组合索引和下一代测序技术，系统地识别了不同生物背景下信号调控因子的靶标。通过这一方法，研究人员...

肿瘤的发展过程中，基因组拷贝数变异（Copy Number Alterations, CNAs）是驱动肿瘤异质性和进化的重要因素。理解这些变异对于开发个性化的癌症诊断和治疗方法至关重要。单细胞测序技术提供了最高分辨率的拷贝数分析，能够深入到单个细胞水平。然而，低读深（low read-depth）的全基因组测序数据给拷贝数变异的检测带来了巨大的统计和计算挑战。现有的计算方法大多忽略了细胞之间的进化关系，导致检测结果不够准确。因此，开发一种能够结合细胞进化历史的拷贝数检测方法成为当前研究的迫切需求。 论文来源 本论文由ETH Zurich（瑞士联邦理工学院）和SIB Swiss Institute of Bioinformatics（瑞士生物信息学研究所）的研究团队共同完成，主要作者包括Jac...

单细胞转录组揭示心脏纤维细胞与血管生成的关系：ANGPTL4在HFpEF中的关键作用 背景介绍 心力衰竭是当今全球范围内健康领域的重大挑战之一。心力衰竭分为射血分数保留型心力衰竭（heart failure with preserved ejection fraction, HFpEF）和射血分数降低型心力衰竭（heart failure with reduced ejection fraction, HFrEF）。HFpEF占所有心力衰竭病例的50%，全球约3200万人受此影响。尽管HFpEF的发病率高、死亡率高，但由于其病理生理机制尚未完全阐明，目前缺乏有效的治疗方法。因此，深入研究HFpEF的细胞异质性及其潜在机制，特别是血管生成障碍在HFpEF中的作用，成为当前研究的重点。 单细胞R...

单细胞分辨率下的基因空间映射：基因信号模式分析（GSPA）研究 学术背景 单细胞RNA测序（single-cell RNA sequencing, scRNA-seq）技术近年来在生物学研究中取得了重大进展，尤其是在揭示细胞状态空间（cellular state space）的组织结构方面。然而，尽管已有许多计算方法用于映射细胞状态空间，但关于基因空间（gene space）的映射或嵌入（embedding）的研究却相对较少。基因表达是高度组织的，基因之间通过复杂的生物过程和通路协同工作。然而，由于生物和技术噪声（如基因丢失“dropout”现象），准确量化基因间的相似性仍然具有挑战性。为此，本文提出了一种基于图信号处理（graph signal processing, GSP）的新方法——...

多尺度足迹揭示顺式调控元件在细胞分化和衰老过程的作用 背景介绍 基因表达的调控是细胞命运和疾病发生的关键机制之一，而顺式调控元件（cis-regulatory elements, CREs）在这一过程中扮演了重要角色。CREs通过结合多种效应蛋白（如转录因子和核小体）来动态调控基因的表达。然而，现有的研究方法在测量这些效应蛋白在基因组范围内的结合动态时存在局限性，尤其是在单细胞水平上。这导致我们难以全面理解CREs的结构如何与其功能相关联，尤其是在细胞分化和衰老过程中。 为了解决这一问题，来自Broad Institute of MIT and Harvard、Harvard University等机构的研究团队开发了一种名为PRINT的计算方法，能够从染色质可及性数据中识别DNA-蛋白质相...

胶质母细胞瘤中的小胶质细胞和巨噬细胞 学术背景 胶质母细胞瘤（Glioblastoma, GBM）是中枢神经系统中最常见的原发性恶性肿瘤，具有高度侵袭性和致命性。尽管在手术、化疗和放疗等标准治疗手段下，患者的生存期仍然非常有限，中位生存期仅为12-16个月，五年生存率仅为6.8%。近年来，免疫疗法在其他实体瘤中取得了显著的成功，但在胶质母细胞瘤中却未能显著改善患者的生存率。这主要是因为胶质母细胞瘤的肿瘤微环境（Tumor Microenvironment, TME）具有“免疫冷”特性，即免疫细胞浸润较少，且肿瘤相关巨噬细胞（Tumor-Associated Macrophages, TAMs）在肿瘤微环境中占据了主导地位。 TAMs主要由脑内固有的小胶质细胞（Microglia）和外周骨髓来...

单细胞与空间转录组联合分析揭示胃癌中Hedgehog通路的细胞异质性 学术背景 胃癌（Gastric Cancer, GC）是全球范围内最常见的恶性肿瘤之一，发病率和死亡率均居高不下。尽管在化疗、放疗和靶向治疗等方面取得了一定进展，但胃癌的治疗仍然面临巨大挑战。胃癌的侵袭性和异质性使其成为难治性癌症之一，尤其是晚期患者的生存率极低。肿瘤细胞的侵袭和转移是导致复发和死亡的主要原因，而现有的治疗手段无法完全解决这些问题。免疫治疗作为一种有前景的治疗模式，也面临着肿瘤微环境和免疫复杂性的挑战。因此，深入理解胃癌的发病机制，尤其是从基因、分子到表型水平的全面探索，对于更好地管理疾病和减轻患者负担至关重要。 Hedgehog（Hh）通路在胚胎发育和成人组织中均发挥重要作用，参与细胞增殖、分化和组织形态...