在2022年(截至2022年12月1日),北京大学汤富酬团队在Genome Biology ,Cell Research ,PLOS Biology,Cell Discovery,Signal Transduction and Targeted Therapy,Genome Medicine 等杂志上发表了21项研究成果,由于篇幅有限,iNature总结了8项典型的成果:
【1】2022年4月28日,北京大学汤富酬及付卫共同通讯在Genome Biology 上在线发表题为“Systematic evaluation of colorectal cancer organoid system by single-cell RNA-Seq analysis”的研究论文,该研究建立了来源于结直肠癌患者的类器官,并对7例患者的类器官及其相应的肿瘤和正常组织的配对样本进行了单细胞RNA-Seq。该研究发现来源于肿瘤组织的类器官真实地再现了体内癌细胞的主要基因表达特征。另一方面,来源于正常组织的类器官在整个转录组水平上表现出一些肿瘤样特征,但在两种培养基中均保留了正常的基因组特征,如CNVs、点突变和正常的整体DNA甲基化水平。更重要的是,该团队证明在肿瘤上皮细胞的长期培养中,条件培养基优于化学定义培养基。进一步将培养基与类器官相互交换后,研究者们发现交换后的类器官细胞基本保持了原培养基的转录组特征。总之,该工作对CRC患者类器官的培养条件和生物学特征进行了全面评估,从而为其进一步研究提供了重要信息。
【2】2022年10月11日,北京大学生物医学前沿创新中心(BIOPIC)汤富酬团队在Cell Research 杂志在线发表题为“scNanoATAC-seq: a long-read single-cell ATAC sequencing method to detect chromatin accessibility and genetic variants simultaneously within an individual cell”的研究论文,为了将长读测序的优势整合到scATAC-seq中,该研究基于TGS平台的scATAC-seq方法,开发了在纳米孔测序平台对可及性染色质进行单细胞检测 (single-cell assay for transposase‐accessible chromatin on Nanopore sequencing platform, scNanoATAC-seq) 技术(点击阅读)。
【3】2022年10月5日,北京大学汤富酬及中国医学科学院/北京协和医学院王洁共同通讯在Signal Transduction and Targeted Therapy(IF=38)在线发表题为“Single-cell transcriptomic profiling reveals the tumor heterogeneity of small-cell lung cancer”的研究论文,该研究通过单细胞转录组谱揭示了小细胞肺癌的肿瘤异质性。总之,这些发现表明了人类SCLC的显著异质性,以及癌细胞和TME之间在单细胞分辨率上的密集交互,因此,为更好地理解SCLC的生物学以及开发SCLC的新疗法奠定了基础(点击阅读)。
【4】2022年9月14日,北京大学汤富酬及付卫共同通讯在Cell Discovery(IF=38)在线发表题为“Single-cell profiling reveals molecular basis of malignant phenotypes and tumor microenvironments in small bowel adenocarcinomas”的研究论文,该研究通过单细胞分析揭示了小肠腺癌恶性表型和肿瘤微环境的分子基础。该研究提供了SBA中肿瘤细胞和肿瘤微环境细胞的分子特征蓝图,并揭示了其临床治疗的潜在靶点和候选药物(点击阅读)。
【5】2022年8月16日,解放军总医院第七医学中心商微团队与北京大学生物医学前沿创新中心(BIOPIC)汤富酬团队合作在PLOS Biology 在线发表了题为“Single-cell multiomics analyses of spindle-transferred human embryos suggest a mostly normal embryonic development”的研究论文,该研究表明纺锤体置换对胚胎发育通常是安全的(点击阅读)。
【6】2022年8月13日,北京大学生物医学前沿创新中心汤富酬教授团队与中国医学科学院肿瘤医院王洁教授团队、赫捷院士团队合作在Genome Medicine(IF=15)上发表题为“Molecular profiling of human non-small cell lung cancer by single-cell RNA-seq”的研究论文。该研究利用高精度单细胞转录组测序技术对人类原发性非小细胞肺癌的分子特征进行了系统分析,在识别具有腺癌 (ADC)、鳞状细胞癌 (SCC) 和神经内分泌肿瘤 (NET)组合特征的普遍混合谱系癌细胞亚群方面为 NSCLC 的肿瘤异质性提供了新的见解,并为这些患者的潜在治疗策略提供了线索(点击阅读)。
【7】2022年7月12日,北京大学汤富酬团队在Nucleic Acids Research (IF=19)在线发表题为“De novo assembly of human genome at single-cell levels ”的研究论文,该研究使用单细胞基因组长读长测序技术(SMOOTH-seq),在 PacBio HiFi 和 Oxford Nanopore Technologies(ONT)平台上对 K562 和 HG002 细胞进行了测序,并进行了从头基因组组装。该研究开启了单细胞基因组从头组装实践的新篇章(点击阅读)。
【8】2022年1月25日,暨南大学兰雨,刘兵及北京大学汤富酬共同通讯在Cell Research 在线发表题为“Heterogeneity in endothelial cells and widespread venous arterialization during early vascular development in mammals”的研究论文,该研究在小鼠和人类胚胎中发生关键血管生成和血管生成事件的时间窗口内构建了血管内皮细胞 (VEC) 的单细胞转录组学景观。该研究结果提供了早期血管生成阶段内皮异质性和谱系关系的前所未有的全面细节,并建立了早期胚胎内血管系统动脉生成行为的新模型(点击阅读)。
由于肿瘤的高度异质性,研究肿瘤发生的分子机制非常具有挑战性。目前癌细胞系已被广泛用于癌症分子研究和抗癌药物筛选的临床前模型系统。然而,由于缺乏细胞间的相互作用和三维(3D)肿瘤结构,二维(2D)培养的癌细胞系不能真实地代表和维持体内肿瘤的遗传多样性。最近,体外衍生的3D类器官培养系统可能会克服这些局限性。结直肠癌(CRC)、乳腺癌、膀胱、肺、胰腺和前列腺癌等几种癌症的肿瘤来源类器官现已成功建立并广泛应用。
该研究对体内组织和在两种不同培养基中培养的相应类器官进行了单细胞RNA测序,并结合基因组和DNA甲基化组测序数据,系统地评估了类器官培养系统用于分析结直肠癌发生的分子特征的可靠性。
单细胞RNA-Seq图谱的全局模式和细胞类型识别(图源自Genome Biology )
研究表明,在长期培养以及维持癌细胞和正常上皮细胞的基因组、表观基因组和转录组特征方面,条件培养基优于化学定义的培养基。该研究还发现,培养的肿瘤来源的类器官可以真实地反映体内肿瘤细胞的基因表达模式、基因调控网络、点突变、CNVs和DNA甲基化模式。
另一方面,正常组织来源的类器官保持了体内正常上皮细胞的正常基因组特征,但在转录组水平表现出一些肿瘤样特征。总之,该工作对CRC患者类器官的培养条件和生物学特征提供了全面而重要的信息。
参考信息:
https://doi.org/10.1186/s13059-022-02673-3
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