急性移植物抗宿主病（AGVHD）中器官特异性T细胞分化的研究 学术背景 急性移植物抗宿主病（Acute Graft-versus-Host Disease, AGVHD）是异基因造血干细胞移植（Allogeneic Hematopoietic Stem Cell Transplantation, HCT）后常见的严重并发症，由供体T细胞对宿主组织的免疫攻击引起。尽管AGVHD的病理机制已有所研究，但T细胞在特定器官中的分化机制仍不明确。T细胞在不同器官中的特异性反应可能受到局部微环境的调控，但这种调控的具体机制尚未被完全阐明。AGVHD影响多个器官，包括胃肠道、皮肤、肝脏和肺部，但不同器官的病理特征和免疫反应存在显著差异。了解这些差异有助于开发针对特定器官的治疗策略。 为了探究这一问题，研究...

多模态学习揭示基因型-表型动态关系 背景介绍 基因型与表型之间的复杂关系一直是生物学领域的核心问题之一。基因型（genotype）指生物体的遗传信息，而表型（phenotype）则是这些遗传信息在特定环境下的表现。尽管早在1909年，Wilhelm Johannsen就提出了这两个术语，并试图量化它们之间的关系，但一个多世纪以来，我们仍然无法精确地描述基因型如何通过复杂的基因表达模式塑造表型。近年来，单细胞RNA测序（single-cell RNA sequencing, scRNA-seq）等技术的发展使得我们能够在细胞分辨率下观察基因表达的复杂动态，然而这些技术仍然无法全面映射基因型组合如何导致表型的产生。 当前的研究方法，如正向遗传学（forward genetics）和反向遗传学（r...

基因级别单细胞轨迹比对：基于动态编程的新方法 单细胞RNA测序（Single-cell RNA sequencing, scRNA-seq）技术的出现，极大推动了生物学的研究进程，使科学家能够观察到时间或空间中单细胞水平上的动态变化。然而，如何跨样本或条件（如对照与药物处理、体外与体内实验、健康与疾病等）比较这些动态变化，依然是一个巨大的挑战。本次研究通过开发一种称为“genes2genes”的新工具，试图解决单细胞轨迹比对中的关键问题，特别是在基因级别上实现精确的动态变化匹配。 本文由来自 Wellcome Sanger Institute、University of Cambridge、Columbia University 等机构的研究人员合作完成，通讯作者为 Sarah A. Tei...

单细胞和空间分辨牙相关角质细胞互作组学研究：探究牙周炎中结构免疫的角色 背景介绍 牙周炎是一种广泛影响全球数十亿人的慢性炎症性疾病，主要表现为牙周组织病变，最终可能导致牙齿脱落。其主要病因是牙周生物膜的多菌群失调（polybacterial dysbiosis），此外也与一些全身性疾病如心血管疾病、2型糖尿病、阿尔茨海默病和炎症性肠病等息息相关。然而，目前针对牙周炎的个性化精准治疗仍面临诸多挑战，其主要原因之一是我们对牙周组织中细胞亚群及其在健康与疾病状态下的功能还缺乏深入理解。特别是，尽管牙齿相关上皮角质细胞的异质性已被报道数十年，但对其功能性注释仍不完整。 近年来，“结构免疫”（structural immunity）这一概念得到了学术界的广泛关注，强调非造血细胞（如纤维母细胞、上皮细胞...

人类大脑成熟中的基因表达动态研究：全新的时间性大脑细胞图谱 学术背景 人类大脑的发育和成熟是神经科学中的一个重要研究领域，但至今仍存在许多未解之谜。发育中的人类大脑在出生后经历了漫长而复杂的成熟过程，这一过程受到基因表达动态变化的引导。尽管先前基于体块组织(bulk tissue)进行的大规模转录组学研究揭示了基因表达的显著变化，尤其是在胎儿后期到婴儿早期的过渡阶段，以及童年和青春期大脑结构和功能的剧烈变化，但这些研究的局限性在于未能指明细胞类型特异性的基因表达动态。因此，每种不同细胞类型在童年至成年大脑成熟过程中究竟发生了怎样的基因表达变化仍是一个未解的科学问题。 此外，全球范围内目前建立的人类大脑细胞图谱以成人为主，缺乏对儿童阶段的涵盖。而非洲作为全球基因多样性最高的地区，其加速增长的儿...

单细胞RNA测序揭示外周血中细胞类型特异性剪接调控与自身免疫及炎症性疾病的关系 背景介绍 近年来，基因组研究的飞速发展带来了对复杂性状遗传基础的更深入认识。然而，对于大多数与复杂疾病相关的基因组关联位点（GWAS loci），它们的功能机制仍未完全解明。这些位点大多位于非编码基因组区域，而非直接编码蛋白质的区域。因此，理解转录后事件，例如选择性剪接（alternative splicing, AS），如何影响基因表达以及复杂疾病的遗传风险，显得至关重要。选择性剪接是调控基因功能和生成基因表达多样性的关键机制，而其在特定细胞类型和遗传背景中的作用目前研究较少。 此外，大规模的单细胞RNA测序（single-cell RNA sequencing, scRNA-seq）技术为无偏地检测单细胞层面...

探索宫颈腺癌的流行病学、诊断与治疗挑战及发病机制 学术背景 宫颈癌是全球女性健康的重要威胁之一，其发病率在发展中国家尤为突出。宫颈癌的主要组织学类型包括鳞状细胞癌（Squamous Cell Carcinoma, SCC）和宫颈腺癌（Cervical Adenocarcinoma, CA），其中CA的发病率虽然较低，但其侵袭性强、复发率高、预后较差，且早期诊断率低，给临床管理带来了巨大挑战。近年来，尽管宫颈癌的整体发病率有所下降，但CA的发病率却相对上升，尤其是在高收入国家。此外，CA与SCC在发病机制、肿瘤异质性和肿瘤免疫微环境（Tumor Immune Microenvironment, TME）等方面存在显著差异，但目前对这些差异的理解仍较为有限。 为了应对这些挑战，Shuhui Li...

基于单细胞RNA测序和Bulk RNA测序的食管鳞状细胞癌预后预测模型研究 研究背景 食管鳞状细胞癌（Esophageal Squamous Cell Carcinoma, ESCC）是全球范围内常见的恶性肿瘤之一，尤其在东亚地区发病率较高。尽管现有的治疗手段包括手术、内镜切除和放化疗等，但患者的预后仍然较差，5年生存率仅为21%。免疫检查点抑制剂等新型疗法仅对20%-30%的患者有效，这表明我们对ESCC的分子机制，尤其是肿瘤微环境（Tumor Microenvironment, TME）的理解仍然不足。葡萄糖代谢异常是ESCC早期的重要特征之一，肿瘤细胞即使在氧气充足的情况下也会进行糖酵解，产生大量乳酸，影响微环境的酸性，进而促进肿瘤生长、血管生成和免疫抑制。因此，深入研究葡萄糖代谢与E...

Ewing肉瘤免疫治疗新靶点的发现 背景介绍 Ewing肉瘤（Ewing’s sarcoma, EWS）是一种常见的儿童骨癌，占儿童癌症的约2%。尽管近年来免疫检查点抑制剂（ICIs）和CAR-T细胞疗法在多种癌症中取得了显著进展，但在Ewing肉瘤中的治疗效果却不尽如人意。Ewing肉瘤的生存率较低，尤其是那些在诊断时已发生转移或对化疗反应不佳的患者，其总体生存率低于30%。因此，寻找新的治疗靶点以改善Ewing肉瘤的治疗效果成为当务之急。 Ewing肉瘤的特征是涉及FET家族基因和ETS家族转录因子（TFs）的基因融合，其中EWSR1-FLI1基因融合在85%的病例中出现。这种基因融合不仅驱动肿瘤的发生，还通过复杂的肿瘤免疫微环境（TIME）影响免疫治疗的效果。因此，深入解析Ewing肉...

脑膜孤立性纤维瘤的单细胞与空间转录组学研究 学术背景 脑膜孤立性纤维瘤（Meningeal Solitary Fibrous Tumors, SFTs）是一种罕见的间叶性肿瘤，起源于中枢神经系统（CNS）的脑膜。尽管SFTs在组织学上与其他脑膜肿瘤（如脑膜瘤）相似，但其独特的临床行为，尤其是局部复发和血行转移的倾向，使得其生物学机制和治疗策略备受关注。目前，SFTs的治疗手段有限，主要依赖手术和放疗，且对于转移性或对标准治疗耐药的SFTs，尚无有效的药物治疗方案。因此，深入了解SFTs的细胞状态和空间转录组结构，对于开发新的治疗靶点具有重要意义。 近年来，单细胞RNA测序（scRNA-seq）和空间转录组学技术的快速发展，为研究肿瘤的细胞异质性和微环境提供了新的工具。然而，针对SFTs的单细...